Các yêu cầu mà ứng dụng của bạn gửi tới mạng là nguyên nhân chính làm tiêu hao pin vì các yêu cầu này bật đài di động hoặc đài Wi-Fi tiêu tốn điện năng. Ngoài nguồn điện cần thiết để gửi và nhận gói, các đài này còn tiêu tốn thêm nguồn điện chỉ để bật và duy trì trạng thái thức. Một yêu cầu mạng đơn giản như mỗi 15 giây có thể khiến đài phát thanh di động luôn bật và nhanh chóng tiêu hao pin.
Có 3 loại bản cập nhật thường xuyên:
- Do người dùng khởi tạo. Thực hiện cập nhật dựa trên một số hành vi của người dùng, chẳng hạn như cử chỉ kéo để làm mới.
- Do ứng dụng khởi tạo. Thực hiện cập nhật định kỳ.
- Do máy chủ khởi tạo. Thực hiện cập nhật để phản hồi thông báo từ máy chủ.
Chủ đề này xem xét từng yếu tố và thảo luận về các cách khác để tối ưu hoá các yếu tố này nhằm giảm mức hao pin.
Tối ưu hoá các yêu cầu do người dùng khởi tạo
Yêu cầu do người dùng khởi tạo thường xảy ra để phản hồi một số hành vi của người dùng. Ví dụ: một ứng dụng dùng để đọc các bài viết tin tức mới nhất có thể cho phép người dùng thực hiện cử chỉ kéo để làm mới để kiểm tra các bài viết mới. Bạn có thể sử dụng các kỹ thuật sau để phản hồi các yêu cầu do người dùng khởi tạo trong khi tối ưu hoá việc sử dụng mạng.
Hạn chế số lượng yêu cầu của người dùng
Bạn có thể bỏ qua một số yêu cầu do người dùng khởi tạo nếu không cần thiết, chẳng hạn như nhiều cử chỉ kéo để làm mới trong một khoảng thời gian ngắn để kiểm tra dữ liệu mới trong khi dữ liệu hiện tại vẫn còn mới. Việc thực hiện từng yêu cầu có thể làm lãng phí một lượng pin đáng kể bằng cách giữ cho đài luôn thức. Một phương pháp hiệu quả hơn là điều tiết các yêu cầu do người dùng khởi tạo để chỉ có thể thực hiện một yêu cầu trong một khoảng thời gian, giảm tần suất sử dụng đài.
Sử dụng bộ nhớ đệm
Bằng cách lưu dữ liệu của ứng dụng vào bộ nhớ đệm, bạn đang tạo một bản sao cục bộ của thông tin mà ứng dụng cần tham chiếu. Sau đó, ứng dụng của bạn có thể truy cập nhiều lần vào cùng một bản sao cục bộ của thông tin mà không cần phải mở kết nối mạng để đưa ra yêu cầu mới.
Bạn nên lưu dữ liệu vào bộ nhớ đệm càng nhiều càng tốt, bao gồm cả tài nguyên tĩnh và nội dung tải xuống theo yêu cầu, chẳng hạn như hình ảnh ở kích thước đầy đủ. Bạn có thể sử dụng các tiêu đề bộ nhớ đệm HTTP để đảm bảo rằng chiến lược lưu vào bộ nhớ đệm không làm ứng dụng của bạn hiển thị dữ liệu lỗi thời. Để biết thêm thông tin về việc lưu phản hồi mạng vào bộ nhớ đệm, hãy xem phần Tránh tải xuống thừa.
Trên Android 11 trở lên, ứng dụng của bạn có thể sử dụng cùng một tập dữ liệu lớn mà các ứng dụng khác sử dụng cho các trường hợp sử dụng như học máy và phát nội dung nghe nhìn. Khi cần truy cập vào một tập dữ liệu dùng chung, trước tiên, ứng dụng của bạn có thể kiểm tra phiên bản đã lưu vào bộ nhớ đệm trước khi tìm cách tải bản sao mới xuống. Để tìm hiểu thêm về các tập dữ liệu dùng chung, hãy xem phần Truy cập vào tập dữ liệu dùng chung.
Sử dụng băng thông lớn hơn để tải nhiều dữ liệu xuống ít thường xuyên hơn
Khi kết nối qua đài phát thanh không dây, băng thông cao hơn thường đi kèm với chi phí pin cao hơn, nghĩa là 5G thường tiêu thụ nhiều năng lượng hơn LTE, do đó, chi phí cũng cao hơn 3G.
Điều này có nghĩa là mặc dù trạng thái vô tuyến cơ bản thay đổi tuỳ theo công nghệ vô tuyến, nhưng nói chung, tác động tương đối của pin đối với thời gian kết thúc thay đổi trạng thái sẽ lớn hơn đối với các đài phát có băng thông cao hơn. Để biết thêm thông tin về thời gian kết thúc, hãy xem phần Máy trạng thái radio.
Đồng thời, băng thông cao hơn có nghĩa là bạn có thể tải trước dữ liệu một cách mạnh mẽ hơn, tải nhiều dữ liệu hơn trong cùng một khoảng thời gian. Có thể ít trực quan hơn, vì chi phí pin thời gian chờ tương đối cao hơn, nên việc duy trì hoạt động của đài trong thời gian dài hơn trong mỗi phiên chuyển cũng hiệu quả hơn để giảm tần suất cập nhật.
Ví dụ: nếu một đài phát LTE có băng thông gấp đôi và chi phí năng lượng gấp đôi so với 3G, thì bạn nên tải xuống nhiều dữ liệu gấp bốn lần trong mỗi phiên – hoặc có thể lên tới 10 MB. Khi tải lượng dữ liệu lớn này xuống, bạn cần cân nhắc tác động của việc tìm nạp trước đối với bộ nhớ cục bộ còn trống và thường xuyên xoá bộ nhớ đệm tìm nạp trước.
Bạn có thể sử dụng ConnectivityManager để đăng ký trình nghe cho mạng mặc định và TelephonyManager để đăng ký PhoneStateListener nhằm xác định loại kết nối thiết bị hiện tại. Sau khi biết loại kết nối, bạn có thể sửa đổi quy trình tìm nạp trước cho phù hợp:
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; }
Tối ưu hoá các yêu cầu do ứng dụng khởi tạo
Các yêu cầu do ứng dụng khởi tạo thường diễn ra theo lịch biểu, chẳng hạn như một ứng dụng gửi nhật ký hoặc số liệu phân tích đến một dịch vụ phụ trợ. Khi xử lý các yêu cầu do ứng dụng khởi tạo, hãy xem xét mức độ ưu tiên của các yêu cầu đó, liệu có thể gộp các yêu cầu đó lại với nhau hay không và liệu có thể trì hoãn các yêu cầu đó cho đến khi thiết bị đang sạc hoặc kết nối với một mạng không đo lượng dữ liệu hay không. Bạn có thể tối ưu hoá các yêu cầu này bằng cách lên lịch cẩn thận và sử dụng các thư viện như WorkManager.
Yêu cầu mạng theo lô
Trên thiết bị di động, quá trình bật đài, tạo kết nối và giữ đài phát ở trạng thái bật sẽ tốn một lượng lớn năng lượng. Vì lý do này, việc xử lý từng yêu cầu theo thời gian ngẫu nhiên có thể tiêu thụ nhiều năng lượng và làm giảm thời lượng pin. Một phương pháp hiệu quả hơn là đưa một nhóm yêu cầu mạng vào hàng đợi và xử lý chúng cùng nhau. Điều này cho phép hệ thống chỉ trả chi phí điện năng khi bật đài phát một lần và vẫn nhận được tất cả dữ liệu mà ứng dụng yêu cầu.
Sử dụng WorkManager
Bạn có thể sử dụng thư viện WorkManager để thực hiện công việc theo lịch biểu hiệu quả, trong đó xem xét xem có đáp ứng các điều kiện cụ thể hay không, chẳng hạn như tình trạng có mạng và trạng thái nguồn. Ví dụ: giả sử bạn có một lớp con Worker có tên là DownloadHeadlinesWorker để truy xuất các dòng tiêu đề tin tức mới nhất. Bạn có thể lên lịch cho worker này chạy mỗi giờ, miễn là thiết bị được kết nối với một mạng không đo lượng dữ liệu và pin của thiết bị không sắp hết, với chiến lược thử lại tuỳ chỉnh nếu có bất kỳ vấn đề nào khi truy xuất dữ liệu, như minh hoạ dưới đây:
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);
Ngoài WorkManager, nền tảng Android còn cung cấp một số công cụ khác giúp bạn tạo lịch biểu hiệu quả để hoàn thành các tác vụ liên quan đến mạng, chẳng hạn như thăm dò ý kiến. Để tìm hiểu thêm về cách sử dụng các công cụ này, hãy xem Hướng dẫn xử lý ở chế độ nền.
Tối ưu hoá các yêu cầu do máy chủ đưa ra
Các yêu cầu do máy chủ khởi tạo thường xảy ra để phản hồi thông báo của máy chủ. Ví dụ: một ứng dụng dùng để đọc các tin bài mới nhất có thể nhận được thông báo về một loạt bài viết mới phù hợp với lựa chọn ưu tiên của người dùng về hoạt động cá nhân hoá. Sau đó, ứng dụng này sẽ tải xuống.
Gửi bản cập nhật máy chủ bằng Giải pháp gửi thông báo qua đám mây của Firebase
Giải pháp gửi thông báo qua đám mây của Firebase (FCM) là một cơ chế gọn nhẹ dùng để truyền dữ liệu từ máy chủ đến một phiên bản ứng dụng cụ thể. Khi sử dụng FCM, máy chủ của bạn có thể thông báo cho ứng dụng đang chạy trên một thiết bị cụ thể rằng có dữ liệu mới cho ứng dụng đó.
So với phương thức thăm dò ý kiến, trong đó ứng dụng của bạn phải thường xuyên ping máy chủ để truy vấn dữ liệu mới, mô hình dựa trên sự kiện này cho phép ứng dụng của bạn chỉ tạo kết nối mới khi biết có dữ liệu để tải xuống. Mô hình này giảm thiểu các kết nối không cần thiết và giảm độ trễ khi cập nhật thông tin trong ứng dụng.
FCM được triển khai bằng kết nối TCP/IP liên tục. Điều này giúp giảm thiểu số lượng kết nối liên tục và cho phép nền tảng tối ưu hoá băng thông cũng như giảm thiểu tác động liên quan đến thời lượng pin.