Android 6.0新特性之Doze模式

简介

从Android 6.0（API level 23）开始，Android提出了两个延长电池使用时间的省电特性给用户。用户管理可以在没有充电的情况下管理app的行为。当用户一段时间没有使用手机的时候，Doze模式通过延缓app后台的CPU和网络活动减少电量的消耗。App Stanbdy延缓用户最近没有使用app的后台网络活动。

Doze和App Stanbdy管理所有在Android6.0+正在运行app的行为。

理解Doze模式

如果一个用户断开了充电连接，关屏不动手机一段时间之后，设备进入Doze模式。在Doze模式中，系统尝试去通过减少应用的网络访问和CPU敏感的服务来保护电池。它也阻止应用通过访问网络，并且延缓应用的任务、同步和标准alarms。

系统定期退出Doze模式（maintenance window）去让app完成他们被延缓的动作。在maintenance window期间，系统运行所有挂起的同步、任务和alarms，同时也能访问网络。

图一：Doze模式提供一个复发的maintenance window给app去使用网络和处理挂起的操作

在每个maintenance window完结时，系统会再次进入Doze模式，暂停网络接入和延缓操作、同步和alarms。随着时间的过去，当设备没有充电且长时间静止时系统调度maintenance window的次数越来越少，以此帮助减少电池消耗。

只要用户通过移动、点亮屏幕或则插上充电器唤醒设备的时候，系统会退出Doze模式，所有的app退回到正常活动状态。

Doze模式限制

Doze模式中的限制

l 网络接入被暂停

l 系统忽略wake locks

l 标准的AlarmManager alarms（包括setExact()和setWindow()）被延缓到下一个maintenance window

n 如果你需要在Doze状态下启动设置的alarms，使用setAndAllowWhileIdle()或者setExactAndAllowWhileIdle()。

n 当有setAlarmClock()的alarms启动时，系统会短暂退出Doze模式

l 系统不会扫描Wi-Fi

l 系统不允许sync adapters运行

l 系统不允许JobScheduler运行

Doze模式下的app适配

Doze模式能不同程度的影响app，这个程度取决于app提供的能力和他们使用到的服务。许多app在没有修改的情况下运行到Doze模式功能正常。在许多情况下，你必须优化app程度管理网络、alarms、任务和同步。App应该能有效地管理在每个maintenance window时的活动。

Doze模式特别容易影响到AlarmManager alarms和timers管理活动，因为当系统进入Doze模式时，不高于Android 5.1 （API level 22）的alarms不会被启动。

为了帮助安排alarms，Android 6.0引进了两个新AlarmManager方法：setAndAllowWhileIdle()和setExactAndAllowWhileIdle()。通过这些方法，你能设置在Doze模式下启动的alarms。

Tips：不论setAndAllowWhileIdle()还是setExactAndAllowWhileIdle()，每个app都只能启动alarms不超过15分钟一次。

Doze模式限制网络接入，很可能影响到app，尤其是即时信息类。如果app需要一个长连接去接收网络消息，你可能应该使用Google Cloud Messaging（GCM）。

你可以使用adb命令强制系统进入/退出Doze模式观察app在Doze模式下的表现是否符合期望。详情请看Doze和App Standby模式测试。

理解App Standby模式

App Stanbdy模式允许系统决定一个app在用户没有使用的时候变成空闲的。当用户没有触摸app在一段时间内并且没有下列条件的情况下，系统会做这个决定。

l 用户没有明确启动这个app

l App当前有一个进程在前台（一个activity或者前台服务，又或者被另一个activity或前台服务使用）

l App关联到一个能够在锁屏或者通知栏看见的一个通知

当用户插上电源时，系统从Stanbdy状态释放app，允许他们自由访问网络，执行挂起的任务和同步。如果这个设备长时间处在idle状态，系统允许idle的app每天访问一次网络。

使用GCM

Google Cloud Messaging (GCM) 是一个cloud-to-device 服务，可以让你支持后台服务和apps在Android设备上的实时下行的消息。GCM提供一个单一的、持久的到云的连接，所有的需要实时消息的app可以共享这个连接。这种共享连接能显著优化电池消耗。因为许多app没有必要维护自己独立持久连接，这种连接能够快速的消耗电池。出于这个原因，如果你的应用程序需要与后端服务的消息集成，如果可能的话，我们强烈建议您使用GCM，而不是维护自己的持久的网络连接。

被优化的GCM在Doze和App Standby空闲模式中通过高优先级的GCM消息的方式工作。GCM高优先级的消息让你可靠地唤醒你的应用程序访问网络，即使用户的设备处于Doze或应用程序是在App Standby模式。在Doze或App Standby模式下，系统传递消息，并给出了应用程序的临时访问网络服务和部分wakelocks，然后返回设备或app到空闲状态。

高优先级GCM消息不会否则影响Doze模式，并不会影响任何其他app的状态。这意味着您的应用程序可以使用它们有效率的沟通，同时最大限度地降低整个系统和设备的电池影响。

作为一般的最佳实践，如果你的应用程序需要下行的消息，它应该使用GCM。如果您的服务器和客户端已经使用GCM，请确保您的服务使用的重要消息的高优先级的消息，因为这将可靠地唤醒app，即使设备处于Doze模式。

其他项支持

几乎所有的应用程序应该能够通过管理网络连接，alarms，工作和同步正常，并使用GCM高优先级的消息，以支持Doze模式。窄范围的使用场景，这可能是不充足的。对于这种情况，系统提供的部分不进入Doze模式和优化的App Standby模式的可配置的应用白名单。

白名单中的app能够在Doze和App Standby模式时使用网络和持有部分wake locks。然而，其他限制任然在白名单应用上生效，和其他应用一样。例如，白名单应用程序的工作，同步被推迟，并定期的AlarmManager alarms不启动。一个应用程序可以检查它是否在当前的白名单中，通过调用isIgnoringBatteryOptimizations()方法。

用户能够在设置>电池>电池优化中进行手动配置白名单。另外，系统提供询问用户添加到白名单的方式给app

l App能够启动带有ACTION_IGNORE_BATTERY_OPTIMIZATION_SETTINGS的intent，引导用户到电量优化界面，让用户添加app到白名单里面

l App拥有REQUEST_IGNORE_BATTERY_OPTIMIZATIONS权限，能够弹出一个系统对话框，让用户选择是否直接添加app到白名单中。这个app启动带有ACTION_REQUEST_IGNORE_BATTERY_OPTIMIZATIONS的intent去弹出这个对话框。

l 用户能手动从白名单中移除app

在要求用户添加app到白名单之前，确保应用符合白名单相匹配的可接受的使用情况。

Note：Google应用商店政策禁止app在Android 6.0+(Doze 和 App Standby模式)直接请求电量管理功能，除非应用程序核心功能会有受到不良影响。

Doze和App Standby测试

为了一个良好的用户体验，你应该在Doze和App Standby模式下全面测试你的app。

Doze模式下app测试

测试步骤：

1.配置硬件设备或虚拟机到Android 6.0+

2.连接设备到开发机上，然后安装app

3.运行app，让他活动着

4.关掉屏幕（app依然活动着）

5.强制系统进入Doze模式，使用以下命令

$ adb shell dumpsys battery unplug

$ adb shell dumpsys deviceidle step

你应该至少运行两个命令一次，反复直到设备进入空闲状态。

6.重新激活设备之后观察app的行为。确保当设备退出Doze模式之后app恢复正常

App Standby模式下app测试

测试步骤：

1.配置硬件设备或虚拟机到Android 6.0+

2.连接设备到开发机上，然后安装app

3.运行app，让他活动着

4.强制app进入App Standby模式

$ adb shell dumpsys battery unplug

$ adb shell am set-inactive <packageName> true

5.模拟唤醒应用

$ adb shell am set-inactive <packageName> false

$ adb shell am get-inactive <packageName>

6.唤醒之后观察应用表现。确保应用恢复到正常的Standby模式。特别是，应该检查以下app的通知和后台任务符合预期。

使用白名单例子

下表突出了正在请求或正在对电池优化之外白名单可使用案例。在一般情况下，你的应用程序不应该是在白名单，除非Doze或App Standby模式打破了应用程序的核心功能或者有app存在技术原因不能使用GCM高优先级的消息。

更多信息，请看其他项支持

类型	用例	是否能使用GCM	白名单	说明
即时通讯，聊天，或电话	在Doze或App Standby模式需要实时消息给用户的app	使用GCM	不能添加到白名单	应该使用GCM高优先级的消息来唤醒app和网络访问
使用GCM，但是不使用GCM高优先级消息
即时通讯，聊天，或电话;企业VoIP apps	不能使用GCM，因为技术依赖。或者Doze和App Standby模式破坏了程序的核心功能	可以添加到白名单