尽量减少定期更新的影响

应用向网络发出的请求是电池耗电的主要原因，因为这些请求会开启耗电的移动网络或 Wi-Fi 无线装置。除了发送和接收数据包所需的电量之外，这些无线装置在开启和保持唤醒状态时也会消耗额外的电量。即使是每 15 秒发出一次网络请求这样简单的操作，也会使移动无线装置持续开启，并快速耗尽电池电量。

常规更新主要有三种类型：

  • 由用户发起。根据某些用户行为（例如下拉刷新手势）执行更新。
  • 应用发起。定期执行更新。
  • 服务器发起。执行更新以响应来自服务器的通知。

本主题将逐一介绍这些组件，并讨论如何进一步优化它们以减少电池耗电量。

优化用户发起的请求

用户发起的请求通常是为了响应某些用户行为。例如，用于阅读最新新闻报道的应用可能会允许用户执行下拉刷新手势来查看是否有新报道。您可以使用以下技巧来响应用户发起的请求，同时优化网络使用。

限制用户请求

如果不需要，您可能需要忽略一些由用户发起的请求，例如在短时间内多次执行下拉刷新手势，以便在当前数据仍然是最新的情况下检查新数据。如果对每个请求都采取行动，则会使无线装置保持唤醒状态，从而浪费大量电量。更高效的方法是限制用户发起的请求，以便在一段时间内只能发出一个请求，从而减少无线装置的使用频率。

使用缓存

通过缓存应用的数据，您可以创建应用需要引用的信息的本地副本。然后，您的应用可以多次访问信息的同一本地副本，而无需打开网络连接来发出新请求。

您应尽可能多地缓存数据，包括静态资源和按需下载的内容（例如完整尺寸的图片）。您可以使用 HTTP 缓存标头来确保缓存策略不会导致应用显示过时的数据。如需详细了解如何缓存网络响应，请参阅避免冗余下载。

在 Android 11 及更高版本中，您的应用可以使用其他应用在机器学习和媒体播放等应用场景中使用的大型数据集。当您的应用需要访问共享数据集时，可以先检查是否有缓存版本，然后再尝试下载新副本。如需详细了解共享数据集，请参阅访问共享数据集。

使用更高的带宽以更低的频率下载更多数据

通过无线电连接时，带宽越高，电池消耗通常也越大，这意味着 5G 通常比 LTE 消耗更多电量，而 LTE 又比 3G 消耗更多电量。

这意味着，虽然底层无线装置状态因无线装置技术而异，但一般来说，对于带宽较高的无线装置，状态更改尾部时间对电池的相对影响更大。如需详细了解尾部时间，请参阅无线装置状态机。

同时，带宽越高，意味着您可以更积极地预提取，在相同时间内下载更多数据。可能不太直观的是，由于尾部时间电池消耗相对较高，因此在每个传输会话期间让无线装置保持活跃状态更长时间以降低更新频率也更高效。

例如，如果 LTE 无线装置的带宽和能耗是 3G 的两倍，那么您在每个会话期间应下载四倍的数据量，或者可能高达 10MB。下载如此多的数据时，请务必考虑预提取对可用本地存储空间的影响，并定期刷新预提取缓存。

您可以使用 ConnectivityManager 为默认网络注册监听器，并使用 TelephonyManager 注册 PhoneStateListener 以确定当前设备连接类型。了解连接类型后，您可以相应地修改预提取例程：

Kotlin

val cm = getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE) as ConnectivityManager
val tm = getSystemService(Context.TELEPHONY_SERVICE) as TelephonyManager

private var hasWifi = false
private var hasCellular = false
private var cellModifier: Float = 1f

private val networkCallback = object : ConnectivityManager.NetworkCallback() {
    // Network capabilities have changed for the network
    override fun onCapabilitiesChanged(
            network: Network,
            networkCapabilities: NetworkCapabilities
    ) {
        super.onCapabilitiesChanged(network, networkCapabilities)
        hasCellular = networkCapabilities
    .hasTransport(NetworkCapabilities.TRANSPORT_CELLULAR)
        hasWifi = networkCapabilities
    .hasTransport(NetworkCapabilities.TRANSPORT_WIFI)
    }
}

private val phoneStateListener = object : PhoneStateListener() {
override fun onPreciseDataConnectionStateChanged(
    dataConnectionState: PreciseDataConnectionState
) {
  cellModifier = when (dataConnectionState.networkType) {
      TelephonyManager.NETWORK_TYPE_LTE or TelephonyManager.NETWORK_TYPE_HSPAP -> 4f
      TelephonyManager.NETWORK_TYPE_EDGE or TelephonyManager.NETWORK_TYPE_GPRS -> 1/2f
      else -> 1f

  }
}

private class NetworkState {
    private var defaultNetwork: Network? = null
    private var defaultCapabilities: NetworkCapabilities? = null
    fun setDefaultNetwork(network: Network?, caps: NetworkCapabilities?) = synchronized(this) {
        defaultNetwork = network
        defaultCapabilities = caps
    }
    val isDefaultNetworkWifi
        get() = synchronized(this) {
            defaultCapabilities?.hasTransport(TRANSPORT_WIFI) ?: false
        }
    val isDefaultNetworkCellular
        get() = synchronized(this) {
            defaultCapabilities?.hasTransport(TRANSPORT_CELLULAR) ?: false
        }
    val isDefaultNetworkUnmetered
        get() = synchronized(this) {
            defaultCapabilities?.hasCapability(NET_CAPABILITY_NOT_METERED) ?: false
        }
    var cellNetworkType: Int = TelephonyManager.NETWORK_TYPE_UNKNOWN
        get() = synchronized(this) { field }
        set(t) = synchronized(this) { field = t }
    private val cellModifier: Float
        get() = synchronized(this) {
            when (cellNetworkType) {
                TelephonyManager.NETWORK_TYPE_LTE or TelephonyManager.NETWORK_TYPE_HSPAP -> 4f
                TelephonyManager.NETWORK_TYPE_EDGE or TelephonyManager.NETWORK_TYPE_GPRS -> 1 / 2f
                else -> 1f
            }
        }
    val prefetchCacheSize: Int
        get() = when {
            isDefaultNetworkWifi -> MAX_PREFETCH_CACHE
            isDefaultNetworkCellular -> (DEFAULT_PREFETCH_CACHE * cellModifier).toInt()
            else -> DEFAULT_PREFETCH_CACHE
        }
}
private val networkState = NetworkState()
private val networkCallback = object : ConnectivityManager.NetworkCallback() {
    // Network capabilities have changed for the network
    override fun onCapabilitiesChanged(
            network: Network,
            networkCapabilities: NetworkCapabilities
    ) {
        networkState.setDefaultNetwork(network, networkCapabilities)
    }

    override fun onLost(network: Network?) {
        networkState.setDefaultNetwork(null, null)
    }
}

private val telephonyCallback = object : TelephonyCallback(), TelephonyCallback.PreciseDataConnectionStateListener {
    override fun onPreciseDataConnectionStateChanged(dataConnectionState: PreciseDataConnectionState) {
        networkState.cellNetworkType = dataConnectionState.networkType
    }
}

connectivityManager.registerDefaultNetworkCallback(networkCallback)
telephonyManager.registerTelephonyCallback(telephonyCallback)


private val prefetchCacheSize: Int
get() {
    return when {
        hasWifi -> MAX_PREFETCH_CACHE
        hasCellular -> (DEFAULT_PREFETCH_CACHE * cellModifier).toInt()
        else -> DEFAULT_PREFETCH_CACHE
    }
}

}

Java

ConnectivityManager cm =
 (ConnectivityManager) getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE);
TelephonyManager tm =
  (TelephonyManager) getSystemService(Context.TELEPHONY_SERVICE);

private boolean hasWifi = false;
private boolean hasCellular = false;
private float cellModifier = 1f;

private ConnectivityManager.NetworkCallback networkCallback = new ConnectivityManager.NetworkCallback() {
@Override
public void onCapabilitiesChanged(
    @NonNull Network network,
    @NonNull NetworkCapabilities networkCapabilities
) {
        super.onCapabilitiesChanged(network, networkCapabilities);
        hasCellular = networkCapabilities
    .hasTransport(NetworkCapabilities.TRANSPORT_CELLULAR);
        hasWifi = networkCapabilities
    .hasTransport(NetworkCapabilities.TRANSPORT_WIFI);
}
};

private PhoneStateListener phoneStateListener = new PhoneStateListener() {
@Override
public void onPreciseDataConnectionStateChanged(
    @NonNull PreciseDataConnectionState dataConnectionState
    ) {
    switch (dataConnectionState.getNetworkType()) {
        case (TelephonyManager.NETWORK_TYPE_LTE |
            TelephonyManager.NETWORK_TYPE_HSPAP):
            cellModifier = 4;
            Break;
        case (TelephonyManager.NETWORK_TYPE_EDGE |
            TelephonyManager.NETWORK_TYPE_GPRS):
            cellModifier = 1/2.0f;
            Break;
        default:
            cellModifier = 1;
            Break;
    }
}
};

cm.registerDefaultNetworkCallback(networkCallback);
tm.listen(
phoneStateListener,
PhoneStateListener.LISTEN_PRECISE_DATA_CONNECTION_STATE
);

public int getPrefetchCacheSize() {
if (hasWifi) {
    return MAX_PREFETCH_SIZE;
}
if (hasCellular) {
    return (int) (DEFAULT_PREFETCH_SIZE * cellModifier);
    }
return DEFAULT_PREFETCH_SIZE;
}

优化应用发起的请求

应用发起的请求通常按计划发生，例如应用向后端服务发送日志或分析数据。处理应用发起的请求时，请考虑这些请求的优先级、是否可以批量处理，以及是否可以推迟到设备充电或连接到不按流量计费的网络时再处理。您可以通过精心安排调度并使用 WorkManager 等库来优化这些请求。

批量网络请求

在移动设备上，开启无线装置、建立连接以及使无线装置保持唤醒状态的过程会消耗大量电量。因此，在随机时间处理单个请求可能会消耗大量电量并缩短电池续航时间。更高效的方法是将一组网络请求加入队列并一起处理。这样，系统只需支付一次开启无线装置的电量成本，即可获取应用请求的所有数据。

使用 WorkManager

您可以使用 WorkManager 库，根据考虑了是否满足特定条件（例如网络可用性和电源状态）的高效时间表来执行工作。例如，假设您有一个名为 DownloadHeadlinesWorker 的 Worker 子类，用于检索最新新闻标题。只要设备连接到不按流量计费的网络且设备电池电量充足，就可以将此 worker 安排为每小时运行一次，并采用自定义重试策略（如果检索数据时出现任何问题），如下所示：

Kotlin

val constraints = Constraints.Builder()
    .setRequiredNetworkType(NetworkType.UNMETERED)
    .setRequiresBatteryNotLow(true)
    .build()
val request =
    PeriodicWorkRequestBuilder<DownloadHeadlinesWorker>(1, TimeUnit.HOURS)
        .setConstraints(constraints)
        .setBackoffCriteria(BackoffPolicy.LINEAR, 1L, TimeUnit.MINUTES)
        .build()
WorkManager.getInstance(context).enqueue(request)

Java

Constraints constraints = new Constraints.Builder()
        .setRequiredNetworkType(NetworkType.UNMETERED)
        .setRequiresBatteryNotLow(true)
        .build();
WorkRequest request = new PeriodicWorkRequest.Builder(DownloadHeadlinesWorker.class, 1, TimeUnit.HOURS)
        .setBackoffCriteria(BackoffPolicy.LINEAR, 1L, TimeUnit.MINUTES)
        .build();
WorkManager.getInstance(this).enqueue(request);

除了 WorkManager 之外，Android 平台还提供了其他几种工具，可帮助您创建高效的时间表来完成轮询等网络任务。如需详细了解如何使用这些工具，请参阅后台处理指南。

优化服务器发起的请求

服务器发起的请求通常是为了响应来自服务器的通知。例如，用于阅读最新新闻报道的应用可能会收到有关一批符合用户个性化偏好的新报道的通知，然后下载这些报道。

使用 Firebase Cloud Messaging 发送服务器更新

Firebase Cloud Messaging (FCM) 是一种轻量级机制，用于将数据从服务器传输到特定应用实例。借助 FCM，您的服务器可以通知在特定设备上运行的应用有新数据可用。

与轮询（应用必须定期 ping 服务器以查询新数据）相比，这种事件驱动型模型可让应用仅在知道有数据可供下载时才创建新连接。该模型可最大限度地减少不必要的连接，并缩短在应用内更新信息时的延迟时间。

FCM 通过持久性 TCP/IP 连接实现。这样可以最大限度地减少持久连接的数量，并使平台能够优化带宽，最大限度地减少对电池续航时间的相关影响。