Android中cpu，memory，Battery的计算

1 Memory的分配（RAM而非ROM）
网址：
•http://stackoverflow.com/questions/2298208/how-to-discover-memory-usage-of-my-application-in-android/2299813#2299813
•http://unixfoo.blogspot.tw/2008/02/know-about-procmeminfo.html
•http://www.redhat.com/advice/tips/meminfo.html

1.1 读取系统文件：/proc/meminfo


图1
•  MemTotal: Total usable RAM in kilobytes (i.e. physical memory minus a few reserved bytes and the kernel binary code)
•  MemFree: The amount of physical RAM left unused by the system.
•  Buffers: The amount of physical RAM used for file buffers.
•  Cached: The amount of physical RAM used as cache memory. Memory in the pagecache (diskcache) minus SwapCache.
•  SwapCache: This is the amount of Swap used as cache memory. Memory that once was swapped out, is swapped back in, but is still in the swapfile.

解析上述文件内容，并以键值对的形式保存。
1.2 计算总Memory大小及剩余Memory大小
总Memory大小 = MemTotal
剩余Memory大小 = MemFree ＋ Buffers +　Cached
1.3 Android中获取memory信息
1》通过ActivityManager.MemoryInfo获取系统memory信息。
availMem：系统可用内存（大于实际可用内存，包括一些优先级低的应用及后台服务所占内存，但当优先级高的process需请求memory时，这些优先级低的process可以随时被kill掉，前提是当前处于lowMemory状态）。
totalMem：android4.1.2（API level 16）及以上支持
2》通过Debug.MemoryInfo获取该进程（正在运行的app）memory信息。
dalvikPrivateDirty：进程占用内存大小（独占，不和任何其他processes共享）

2 Cpu的占用率
2.1 计算总Cpu占用率
2.1.1 读取系统文件：/proc/stat

图2
（注意：Intr 这行还有很多参数，这里我们无需考虑）
上图中第一行的数值表示的是CPU总的使用情况，所以我们只要用第一行的数字计算就可以了。下表解析第一行各数值的含义：
参数         解析（单位：jiffies）
user (3082057)    从系统启动开始累计到当前时刻，处于用户态的运行时间，不包含 nice值为负的进程。
nice (62814)      从系统启动开始累计到当前时刻，nice值为负的进程所占用的CPU时间
system (1636874)  从系统启动开始累计到当前时刻，处于核心态的运行时间
idle (4204930)     从系统启动开始累计到当前时刻，除IO等待时间以外的其它等待时间
iowait (29277) 从系统启动开始累计到当前时刻，IO等待时间(since 2.5.41)
irq (253)        从系统启动开始累计到当前时刻，硬中断时间(since 2.6.0-test4)
softirq (2868)    从系统启动开始累计到当前时刻，软中断时间(since 2.6.0-test4)
stealstolen(0)   which is the time spent in other operating systems when running in a virtualized environment(since 2.6.11)
guest(0)         which is the time spent running a virtual  CPU  for  guest operating systems under the control of the Linux kernel(since 2.6.24)

2.1.2 计算总cpu时间
结论一：总的cpu时间totalCpuTime = user + nice + system + idle + iowait + irq + softirq + stealstolen  +  guest

2.1.3 总Cpu使用率的计算
计算方法：
3.1、  采样两个足够短的时间间隔（如1s）的Cpu快照，分别记作t1,t2，其中t1、t2的结构均为：
(user、nice、system、idle、iowait、irq、softirq、stealstolen、guest)的9元组;
3.1.1、  计算总的Cpu时间片totalCpuTime
a)         把第一次的所有cpu使用情况求和，得到s1;
b)         把第二次的所有cpu使用情况求和，得到s2;
c)         s2 - s1得到这个时间间隔内的所有时间片，即totalCpuTime = s2 - s1 ;
3.2、计算空闲时间idle
idle对应第四列的数据，用第二次的第四列 - 第一次的第四列即可
idle=第二次的第四列 - 第一次的第四列
3.3、计算cpu使用率
pcpu =100* (total-idle)/total

2.2计算单个App Cpu 的占用率
2.2.1 读取系统文件：/proc/pid/stat

图3
/proc/pid/stat中记录了进程号为pid的进程所有活动信息，与Cpu使用率相关参数有（上述字段从索引第14个到17个）：
参数                             解释
pid=13533                       进程号
utime=1583                      该任务在用户态运行的时间，单位为jiffies
stime=430                       该任务在核心态运行的时间，单位为jiffies
cutime=1044825                  所有曾经在用户态运行的线程所占的时间，单位为jiffies
cstime=48675                    所有曾经在核心态运行的线程所占的时间，单位为jiffies

2.2.2 计算App所占cpu时间
结论二：进程的总Cpu时间processCpuTime = utime + stime + cutime + cstime，（该值包括其所有线程的cpu时间）。

2.2.3 单个App Cpu的使用率
计算方法：
1．        采样两个足够短的时间间隔（如1s）的cpu快照与进程快照，
a)         每一个cpu快照均为(user、nice、system、idle、iowait、irq、softirq、stealstolen、guest)的9元组;
b)         每一个进程快照均为 (utime、stime、cutime、cstime)的4元组；
2．        分别根据结论一、结论二计算出两个时刻的总的cpu时间与进程的cpu时间，分别记作：totalCpuTime1、totalCpuTime2、processCpuTime1、processCpuTime2
3．        计算该进程的cpu使用率pcpu = 100*( processCpuTime2 – processCpuTime1) / (totalCpuTime2 – totalCpuTime1) (按100%计算，如果是多核情况下还需乘以cpu的个数);

3 电池电量消耗统计
3.1 Android中影响电池电量大量消耗的主要因素
大量网络数据传输（视频）、传感器（游戏）、大量文本数据的解析（解析器中Tree，Stream样式）、程序内部大量使用锁机制（WakeLock）、没有养成手动释放内存的习惯（造成GC多次被创建）等。

图4

图5
3.2 Android中获取电池电量
1》 定义广播接收器
    class BatteryReceiver extends BroadcastReceiver{
        @Override
        public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        intent.getExtras().getInt("level");
        intent.getExtras().getInt("scale");
        intent.getExtras().getInt("health");
       intent.getExtras().getInt("plugged");
        intent.getExtras().getBoolean("present");
       intent.getExtras().getInt("status");
      intent.getExtras().getString("technology");
        intent.getExtras().getInt("temperature");
        intent.getExtras().getInt("voltage");
        }
}
2》注册广播Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED
BatteryReceiver  mReceiver = new BatteryReceiver();
IntentFilter filter=new IntentFilter();
filter.addAction(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED);
registerReceiver(mReceiver, filter);

3》反注册广播
unregisterReceiver(mReceiver)