Best Practices for Background Jobs_3 Managing Device Awake State之电源锁、Alarm、WakefulBroadcastReceiver

http://developer.android.com/training/scheduling/index.html

当静置一个设备的时候，先会屏幕变暗，然后关闭屏幕，最后关闭CPU，以省电。但有的时候有这样的需求： .比如游戏或者电影，需要屏幕一直亮着。 .有些app不要求屏幕亮着，但是要求CPU一直运行，直到完成某项工作。

1.保持屏幕变亮

getWindow().addFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_KEEP_SCREEN_ON);

只能用于activity，不能用于其它组件。

public class MainActivity extends Activity {
  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    getWindow().addFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_KEEP_SCREEN_ON);
}

或者在activity的 layout文件某个布局或view上设置：android:keepScreenOn="true"，会自动给其相关的Window设置上述的属性。

设置这个属性不需要特殊的权限，不需要手动维护和释放。系统会根据当前activity是在后台还是前台来自动切换状态，界面在前台时才会起作用。 若要清除标记，可调用：

getWindow().clearFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_KEEP_SCREEN_ON).

2.保持CPU唤醒

阻止系统休眠，耗电明显，却有必须的时候才用，而且时间要尽量的短。 一般是后台服务里面用，如果是Activity应该用上面的 FLAG_KEEP_SCREEN_ON.

使用 PowerManager的电源锁需要如下的权限：

<uses-permission android:name="android.permission.WAKE_LOCK" />

一定要记得释放，而且要在完成工作后尽快的释放。

//申请电源锁:
PowerManager powerManager = (PowerManager) getSystemService(POWER_SERVICE);
Wakelock wakeLock = powerManager.newWakeLock(PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK, "MyWakelockTag");
wakeLock.acquire();

//释放电源锁：
wakelock.release()

3.使用 WakefulBroadcastReceiver

在 support.v4 兼容包中，用来启动一个service(通常是一个IntentService)。因为它维护一个PARTIAL_WAKE_LOCK电源锁，所以需要上面的"android.permission.WAKE_LOCK" 权限。解决在Service启动之前系统就休眠的问题。

有如下方法：

startWakefulService(context, intent);

//它会申请一个电源锁，启动service，并将电源锁通过intent传入到 Service中，在onStart、onStartCommand中接收intent。

completeWakefulIntent(Intent intent);

//如果service中的工作完成了，调用这个方法释放 receiver 中传入的电源锁。 释放成功返回true，失败返回false.

public class MyWakefulReceiver extends WakefulBroadcastReceiver {

    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {

        // Start the service, keeping the device awake while the service is
        // launching. This is the Intent to deliver to the service.
        Intent service = new Intent(context, MyIntentService.class);
        startWakefulService(context, service);
    }
}

public class MyIntentService extends IntentService {
    public static final int NOTIFICATION_ID = 1;
    private NotificationManager mNotificationManager;
    NotificationCompat.Builder builder;
    public MyIntentService() {
        super("MyIntentService");
    }
    @Override
    protected void onHandleIntent(Intent intent) {
        Bundle extras = intent.getExtras();
        // Do the work that requires your app to keep the CPU running.
        // ...
        // Release the wake lock provided by the WakefulBroadcastReceiver.
        MyWakefulReceiver.completeWakefulIntent(intent);
    }
}

4.Alarm

Alarm的运行独立于app进程的生命周期之外。基于AlarmManager。 如果是在app运行期间发生的定时操作，应该用Handler，Timer和Thread，更轻量和易控制。

功能：

.能在特定的时间或以特定频率发出intent 。

可以结合 Receiver 来启动 Service，或者执行其他功能 。

.独立于app进程的生命周期，可以在app没有运行的时候触发事件，即使设备是休眠状态。

.最小化app资源需求，可以定时执行任务而不依赖于Timers或者后台持久的service。

定时重复的alarm相对简单，但是灵活性较小，如果是触发的网络操作，若设计不好可能会很快耗光电量，或者加重服务器的负载。 一个常用的应用场景，是在app退出时和服务器同步数据，可以用重复的alarm实现，但是如果访问数据的服务器是自己的，推荐使用  Google Cloud Messaging(GCM) 结合 sync adapter。

建议：

.对定时重复的alarm，如果是触发网络操作，应该用一个随机的时间点，而不是固定在同一个时间点，以免服务器负载过重。

.将alarm的频率尽量降低 .如非必要不要唤醒设备 。

.不用让alarm触发时间过度的精确，除非有必要 使用setInexactRepeating() 替换 setRepeating(),使用前者，系统会将多个app的alarm同步起来一起发出，以便减少系统被唤醒的总次数,减少耗电。从Android4.4 (API Level 19), 开始，所有的重复alarm都是inexact的。

.尽量不要让alarm基于时钟时间，用 ELAPSED_REALTIME。

重复alarm的构成:

.alarm类型。

.触发的时间，如果时间已经过去了，会立刻触发本alarm。

.重复的间隔。

.Intent，alarm触发时发出，如果重复设置的alarm的intent是一样的，则前一个alarm会被替换掉。

时间的类型：

.elapsed real time       从系统启动作为起始时间,开始计时,和日期的时间无关,不受时区，地区影响。 适用于以固定间隔重复的alarm，比如没半小时触发一次

.real time clock(RTC)  就是手机平时的时钟的时间，用户可以修改，受时区，地区影响. 适用于在一天某个特定的时间点触发的alarm

Alarm的类型:

如果不是唤醒设备的类型，Alarm会在系统下次被唤醒的时候发出.

.ELAPSED_REALTIME                  从系统启动开始计算的时间，包括系统休眠的时间，不会唤醒设备

.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP   同上，会唤醒设备

.RTC                                             基于时钟时间，不会唤醒设备

.RTC_WAKEUP                             基于时钟时间，唤醒设备

reboot处理：
默认情况下，所有的alarm在关机后都会被cancel掉。
可以接收 "android.intent.action.BOOT_COMPLETED" 广播，在广播接收器中重设Alarm。

函数原型：

public void setInexactRepeating(int type, long triggerAtTime, long interval，PendingIntent operation) 

public void setRepeating(int type, long triggerAtTime, long interval, PendingIntent operation) 

public void set(int type, long triggerAtTime, PendingIntent operation)

使用setInexactRepeating时，interval参数只能设为指定的几个值，否则和setRepeating是一样的效果。

指定的值为：

AlarmManager.INTERVAL_FIFTEEN_MINUTES,

AlarmManager.INTERVAL_HALF_HOUR,

AlarmManager.INTERVAL_HOUR,

AlarmManager.INTERVAL_HALF_DAY,

AlarmManager.INTERVAL_DAY

实例：

//1. ELAPSED_REALTIME_WAKEUP类型的Alarm，半小时重复一次
// Hopefully your alarm will have a lower frequency than this!
alarmMgr.setInexactRepeating(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP,
        AlarmManager.INTERVAL_HALF_HOUR,
        AlarmManager.INTERVAL_HALF_HOUR,
        alarmIntent);

//2. ELAPSED_REALTIME_WAKEUP类型的Alarm，单次的，一小时后触发
private AlarmManager alarmMgr;
private PendingIntent alarmIntent;
...
alarmMgr = (AlarmManager)context.getSystemService(Context.ALARM_SERVICE);
Intent intent = new Intent(context, AlarmReceiver.class);
alarmIntent = PendingIntent.getBroadcast(context, 0, intent, 0);

alarmMgr.set(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP,SystemClock.elapsedRealtime() + 60 * 1000, alarmIntent);

//3. RTC_WAKEUP类型， 2:00 p.m触发，每天重复:
// Set the alarm to start at approximately 2:00 p.m.
Calendar calendar = Calendar.getInstance();
calendar.setTimeInMillis(System.currentTimeMillis());
calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 14);

// With setInexactRepeating(), you have to use one of the AlarmManager interval
// constants--in this case, AlarmManager.INTERVAL_DAY.
alarmMgr.setInexactRepeating(AlarmManager.RTC_WAKEUP, calendar.getTimeInMillis(),
        AlarmManager.INTERVAL_DAY, alarmIntent);

//4. RTC_WAKEUP类型 8:30 a.m.触发, 每隔20分钟重复一次:
private AlarmManager alarmMgr;
private PendingIntent alarmIntent;
...
alarmMgr = (AlarmManager)context.getSystemService(Context.ALARM_SERVICE);
Intent intent = new Intent(context, AlarmReceiver.class);
alarmIntent = PendingIntent.getBroadcast(context, 0, intent, 0);

// Set the alarm to start at 8:30 a.m.
Calendar calendar = Calendar.getInstance();
calendar.setTimeInMillis(System.currentTimeMillis());
calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 8);
calendar.set(Calendar.MINUTE, 30);

// setRepeating() lets you specify a precise custom interval--in this case,
// 20 minutes.
alarmMgr.setRepeating(AlarmManager.RTC_WAKEUP, calendar.getTimeInMillis(),
        1000 * 60 * 20, alarmIntent);

//取消Alarm:
if (alarmMgr!= null) {
    alarmMgr.cancel(alarmIntent);
}