將定期更新的影響降至最低

應用程式對網路提出的要求是耗電的主要原因，因為這會開啟耗電的行動數據或 Wi-Fi 無線電。除了傳送和接收封包所需的電力外，這些無線電也會在開啟和保持喚醒狀態時耗用額外電力。只要每 15 秒就發出一次網路要求，行動無線電就會持續開啟，並快速耗盡電池電力。

定期更新可分為三種類型：

  • 由使用者啟動。根據某些使用者行為 (例如拉動手勢) 執行更新。
  • 由應用程式啟動。定期執行更新。
  • 伺服器啟動。針對伺服器通知執行更新。

本主題將探討上述各項因素，並說明如何進一步最佳化這些因素，以減少電池耗電量。

針對使用者起始的要求進行最佳化

使用者發起的要求通常是為了回應某些使用者行為。舉例來說，用於閱讀最新新聞文章的應用程式，可能會允許使用者執行「拉動更新」手勢，以便查看新文章。您可以使用下列技術，在回應使用者發起的要求時，同時改善網路用量。

限制使用者要求

如果沒有必要，您可能會忽略部分使用者啟動的請求，例如在短時間內多次使用「拉動更新」手勢，在現有資料仍為最新狀態時檢查新資料。藉由回應每個要求，讓無線電保持喚醒狀態，可能會浪費大量電力。更有效率的方法是限制使用者發起的要求，讓系統在一段時間內只發出一個要求，減少使用無線電的頻率。

使用快取

將應用程式資料快取後，您就能為應用程式需要參照的資訊建立本機副本。這樣一來，應用程式就能多次存取相同的本機資訊副本，而無須開啟網路連線來提出新要求。

您應盡可能積極快取資料，包括靜態資源和隨選下載內容，例如完整大小的圖片。您可以使用 HTTP 快取標頭，確保快取策略不會導致應用程式顯示過時的資料。如要進一步瞭解如何快取網路回應，請參閱「避免下載重複內容」。

在 Android 11 以上版本中，您的應用程式可以使用其他應用程式用於機器學習和媒體播放等用途的大型資料集。如果應用程式需要存取共用資料集，可以先檢查快取版本，再嘗試下載新副本。如要進一步瞭解共用資料集，請參閱「存取共用資料集」。

使用較高的頻寬降低下載頻率

透過無線電連線時，較高的頻寬通常會導致電池耗電量增加，也就是說，5G 通常會比 LTE 耗電量更高，而 LTE 又比 3G 耗電量更高。

也就是說，雖然底層無線電狀態會因無線電技術而異，但就一般而言，狀態變更尾端時間對電池的相對影響，會隨著無線電頻寬增加而增加。如要進一步瞭解尾時間，請參閱「無線電狀態機器」。

同時，頻寬越高，您就能越積極地預先擷取，在同一時間下載更多資料。或許不太直覺，由於尾端時間的電池成本相對較高，因此在每次傳輸工作階段中，讓無線電保持較長時間的活動狀態，以減少更新頻率，也較為有效率。

舉例來說，如果 LTE 無線電有雙倍頻寬，使 3G 的能源成本增加一倍，則應在每個工作階段期間下載四倍的資料，或可能為 10 MB 的 10 MB 資料。下載這麼多資料時，請務必考量預先載入對可用本機儲存空間的影響，並定期清除預先載入快取。

您可以使用 ConnectivityManager 為預設網路註冊事件監聽器，並使用 TelephonyManager 註冊 PhoneStateListener，以便判斷目前的裝置連線類型。確認連線類型後，您可以視情況修改預先載入例行程序：

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;
}

改善應用程式起始的請求

應用程式啟動的請求通常會依時程發生，例如應用程式將記錄或數據分析傳送至後端服務。處理應用程式啟動的請求時，請考量這些請求的優先順序、是否可一起批次處理，以及是否可延後至裝置充電或連上非計量付費網路時再處理。您可以透過謹慎的排程，以及使用 WorkManager 等程式庫，對這些要求進行最佳化。

批次處理網路要求

在行動裝置上，開啟無線電、建立連線和保持無線電喚醒流程會耗用大量電力。因此，隨機處理個別要求可能會耗費大量電力，並降低電池續航力。更有效率的方法是將一組網路要求排入佇列，然後一起處理。這樣一來，系統只需支付一次開啟無線電的電力費用，即可取得應用程式要求的所有資料。

使用 WorkManager

您可以使用 WorkManager 程式庫，按照有效的時間表執行工作，並考量是否符合特定條件，例如網路可用性和電源狀態。舉例來說，假設您有一個名為 DownloadHeadlinesWorker 的 Worker 子類別，用於擷取最新的新聞標題。只要裝置已連上不計量網路，且電量未低於警告值，即可排程每小時執行這個 worker，並在擷取資料時發生任何問題時採用自訂重試策略，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 以外，Android 平台還提供其他多項工具，協助您建立更有效率的排程完成網路工作 (例如輪詢)。如要進一步瞭解如何使用這些工具，請參閱背景處理作業指南。

針對伺服器起始的請求進行最佳化

伺服器發出的要求通常用於回應伺服器的通知。舉例來說，用來閱讀最新新聞報導的應用程式可能會收到新一批報導的通知，內容符合使用者的個人化偏好，隨後再進行下載。

使用 Firebase 雲端通訊傳送伺服器更新

Firebase 雲端通訊 (FCM) 是一種輕量機制，可用於將資料從伺服器傳送至特定應用程式執行個體。使用 FCM，伺服器就能通知在特定裝置上執行的應用程式，有新資料可用。

與輪詢相比，應用程式必須定期向伺服器發出查詢，才能查詢新資料，而事件導向模式則可讓應用程式在知道有可下載的資料時，才建立新連線。這個模型能盡量減少不必要的連線，並減少更新應用程式內資訊時的延遲時間。

FCM 是使用永久 TCP/IP 連線實作。這麼做可以減少持續連線的數量，讓平台最佳化頻寬，並盡可能減少對電池續航力的影響。