Penggunaan radio nirkabel untuk mentransfer data berpotensi menjadi salah satu sumber konsumsi daya baterai paling signifikan pada aplikasi Anda. Untuk meminimalkan konsumsi daya baterai akibat aktivitas jaringan, Anda perlu memahami pengaruh model konektivitas Anda pada hardware radio yang mendasarinya.
Bagian ini memperkenalkan mesin status radio nirkabel dan menjelaskan cara model konektivitas aplikasi berinteraksi dengannya. API ini kemudian menawarkan beberapa teknik yang jika diikuti, akan membantu meminimalkan efek penggunaan data aplikasi pada baterai.
Mesin status radio
Radio nirkabel di perangkat pengguna Anda memiliki fitur hemat daya bawaan yang membantu meminimalkan jumlah daya baterai yang digunakan. Saat aktif sepenuhnya, radio nirkabel akan mengonsumsi daya yang signifikan, tetapi saat tidak aktif atau dalam mode standby, radio mengonsumsi daya yang sangat sedikit.
Satu faktor penting yang perlu diingat adalah radio tidak dapat berpindah dari mode standby menjadi aktif sepenuhnya secara instan. Ada periode latensi yang terkait dengan "menyalakan" radio. Jadi, transisi baterai dari status energi lebih tinggi ke status energi lebih rendah secara perlahan guna menghemat daya saat tidak digunakan sekaligus mencoba meminimalkan latensi yang terkait dengan "menyalakan" radio.
Mesin status untuk radio jaringan 3G standar terdiri dari tiga status energi:
- Daya penuh: Digunakan saat koneksi aktif, memungkinkan perangkat mentransfer data pada tingkat tertinggi yang dimungkinkan.
- Daya rendah: Status menengah yang mengurangi konsumsi daya baterai sekitar 50%.
- Siaga: Status konsumsi daya minimal saat tidak ada koneksi jaringan yang aktif.
Meskipun mengonsumsi daya baterai jauh lebih sedikit, status rendah dan siaga juga menimbulkan latensi yang signifikan terhadap permintaan jaringan. Kembali ke daya penuh dari status rendah memerlukan waktu sekitar 1,5 detik, dan peralihan dari mode standby ke daya penuh dapat memerlukan waktu lebih dari 2 detik.
Untuk meminimalkan latensi, mesin status menerapkan penundaan untuk menunda transisi ke status energi yang lebih rendah. Gambar 1 menggunakan pengaturan waktu AT&T untuk radio 3G standar.
Gambar 1. Mesin status radio nirkabel 3G standar.
Mesin status radio di setiap perangkat, terutama penundaan transisi ("tail time") dan latensi pengaktifan yang terkait, akan bervariasi berdasarkan teknologi radio nirkabel yang digunakan (3G, LTE, 5G, dan sebagainya) serta ditentukan serta dikonfigurasi oleh jaringan operator tempat perangkat beroperasi.
Halaman ini menjelaskan mesin status representatif untuk radio nirkabel 3G standar, berdasarkan data yang disediakan oleh AT&T. Namun, prinsip umum dan praktik terbaik yang dihasilkan berlaku untuk semua implementasi radio nirkabel.
Pendekatan ini sangat efektif untuk penjelajahan web seluler biasa karena mencegah latensi yang tidak diinginkan saat pengguna menjelajahi web. Waktu tail yang relatif rendah juga memastikan bahwa setelah sesi penjelajahan selesai, radio dapat berpindah ke status energi yang lebih rendah.
Sayangnya, pendekatan ini dapat menyebabkan aplikasi yang tidak efisien pada sistem operasi smartphone modern seperti Android, dengan aplikasi berjalan di latar depan (latensi penting) dan di latar belakang (masa pakai baterai harus diprioritaskan).
Cara aplikasi memengaruhi mesin status radio
Setiap kali Anda membuat koneksi jaringan baru, radio beralih ke status daya penuh. Dalam kasus mesin status radio 3G standar yang dijelaskan sebelumnya, mesin status radio 3G akan tetap memiliki daya penuh selama durasi transfer—ditambah tail time 5 detik tambahan—diikuti 12 detik pada status energi rendah. Jadi untuk perangkat 3G standar, setiap sesi transfer data akan menyebabkan radio memakai energi setidaknya selama 18 detik.
Dalam praktiknya, hal ini berarti aplikasi yang melakukan transfer data satu detik, tiga kali dalam satu menit, akan membuat radio nirkabel tetap aktif terus-menerus, dan memindahkannya kembali ke daya tinggi seperti dalam mode standby.
Gambar 2. Penggunaan daya radio nirkabel relatif untuk transfer satu detik yang berjalan
tiga kali setiap menit. Gambar tidak mencakup latensi “peningkatan” di antara pengujian.
Sebagai perbandingan, jika aplikasi yang sama memaketkan transfer datanya, menjalankan satu transfer tiga detik setiap menit, ini akan membuat radio tetap dalam status daya tinggi dengan total hanya 20 detik setiap menit. Hal ini akan memungkinkan radio dalam mode standby selama 40 detik setiap menit, sehingga menghasilkan pengurangan konsumsi baterai yang signifikan.
Gambar 3. Penggunaan daya radio nirkabel relatif untuk transfer tiga detik
yang berjalan sekali setiap menit.
Teknik pengoptimalan
Setelah Anda memahami pengaruh akses jaringan terhadap masa pakai baterai, mari kita bahas beberapa hal yang dapat Anda lakukan untuk membantu mengurangi konsumsi baterai, sekaligus memberikan pengalaman pengguna yang cepat dan lancar.
Membundel transfer data
Seperti yang dinyatakan di bagian sebelumnya, memaketkan transfer data agar Anda lebih jarang mentransfer data adalah salah satu cara terbaik untuk meningkatkan efisiensi baterai.
Tentu saja, hal ini tidak selalu dapat dilakukan jika aplikasi Anda perlu menerima atau mengirim data segera sebagai respons atas tindakan pengguna. Anda dapat mengurangi hal ini dengan mengantisipasi dan mengambil data. Skenario lainnya, seperti mengirim log atau analisis ke server dan transfer data lain yang tidak mendesak dan dimulai oleh aplikasi, sangat cocok untuk pengelompokan dan pemaketan. Lihat Mengoptimalkan tugas yang dimulai aplikasi untuk tips cara menjadwalkan transfer jaringan latar belakang.
Mengambil data
Pengambilan data adalah cara lain yang efektif untuk mengurangi jumlah sesi transfer data independen yang dijalankan aplikasi Anda. Dengan pengambilan data, saat pengguna melakukan tindakan di aplikasi Anda, aplikasi akan memperkirakan data mana yang kemungkinan besar akan diperlukan untuk serangkaian tindakan pengguna berikutnya dan mengambil data tersebut dalam satu burst, melalui satu koneksi, pada kapasitas penuh.
Dengan memuat transfer di awal, Anda mengurangi jumlah aktivasi radio yang diperlukan untuk mendownload data. Hasilnya, Anda tidak hanya menghemat masa pakai baterai, tetapi juga mengurangi latensi, mengurangi bandwidth yang diperlukan, dan mengurangi waktu download.
Pengambilan data juga memberikan pengalaman pengguna yang lebih baik dengan meminimalkan latensi dalam aplikasi yang disebabkan oleh menunggu download selesai sebelum melakukan suatu tindakan atau melihat data.
Mari kita lihat sebuah contoh praktis.
Aplikasi pembaca berita
Banyak aplikasi berita berupaya mengurangi penggunaan bandwidth dengan hanya mendownload judul setelah suatu kategori dipilih, artikel lengkap setelah pengguna memilih untuk membacanya, dan thumbnail tepat saat mereka men-scroll tampilan.
Dengan pendekatan ini, radio akan dipaksa untuk tetap aktif sepanjang sebagian besar sesi membaca pengguna, selama mereka men-scroll judul, berpindah kategori, dan membaca artikel. Selain itu, peralihan terus-menerus antara beberapa status energi akan mengakibatkan latensi signifikan saat pengguna beralih kategori atau membaca artikel.
Pendekatan yang lebih baik adalah mengambil data dalam jumlah yang wajar pada saat startup, dimulai dengan kumpulan judul berita dan thumbnail pertama—memastikan waktu startup berlatensi rendah—dan melanjutkan dengan judul dan thumbnail yang tersisa, serta teks artikel untuk setiap artikel yang tersedia setidaknya dari daftar judul utama.
Alternatif lainnya adalah mengambil data setiap judul, thumbnail, teks artikel, dan bahkan mungkin gambar artikel lengkap—biasanya di latar belakang pada jadwal yang telah ditentukan. Pendekatan ini berisiko menghabiskan bandwidth dan masa pakai baterai secara signifikan untuk mendownload konten yang tidak benar-benar digunakan, sehingga sebaiknya diimplementasikan dengan hati-hati.
Pertimbangan tambahan
Meskipun pengambilan data memiliki banyak manfaat, penggunaan pengambilan data yang terlalu agresif juga menimbulkan risiko peningkatan konsumsi baterai dan penggunaan bandwidth—serta kuota download—dengan mendownload data yang tidak digunakan. Penting juga untuk memastikan bahwa pengambilan data tidak menunda startup aplikasi saat aplikasi menunggu pengambilan data selesai. Dalam istilah praktis yang mungkin berarti memproses data secara bertahap, atau memulai transfer berurutan diprioritaskan sehingga data yang diperlukan untuk startup aplikasi didownload dan diproses terlebih dahulu.
Seberapa agresif Anda mengambil data bergantung pada ukuran data yang didownload dan kemungkinan penggunaan data tersebut. Sebagai panduan kasar, berdasarkan mesin status yang dijelaskan sebelumnya, untuk data yang memiliki peluang 50% untuk digunakan dalam sesi pengguna saat ini, biasanya Anda dapat melakukan pengambilan data selama sekitar 6 detik (sekitar 1-2 megabyte) sebelum potensi biaya untuk mendownload data yang tidak digunakan dapat mengimbangi potensi penghematan data tersebut sejak awal.
Secara umum, sebaiknya ambil data sedemikian rupa sehingga Anda hanya perlu memulai download baru setiap 2 hingga 5 menit, dan dalam urutan 1 hingga 5 megabyte.
Dengan mengikuti prinsip ini, hasil download berukuran besar—seperti file video—harus didownload dalam beberapa potongan secara berkala (setiap 2 hingga 5 menit), sehingga secara efektif hanya mengambil data video yang kemungkinan akan dilihat dalam beberapa menit ke depan.
Salah satu solusinya adalah menjadwalkan agar download lengkap hanya berjalan saat perangkat terhubung ke Wi-Fi, dan mungkin hanya saat daya perangkat sedang diisi. WorkManager API mendukung persis kasus penggunaan ini, yang memungkinkan Anda membatasi pekerjaan latar belakang hingga perangkat memenuhi kriteria yang ditentukan developer, seperti mengisi daya dan terhubung ke Wi-Fi.
Periksa konektivitas sebelum membuat permintaan
Mencari sinyal seluler adalah salah satu operasi yang paling menguras daya pada
perangkat seluler. Praktik terbaik untuk permintaan yang dimulai pengguna adalah memeriksa
koneksi terlebih dahulu menggunakan
ConnectivityManager, seperti yang ditunjukkan dalam
Memantau status konektivitas dan pengukuran
koneksi.
Jika tidak ada jaringan, aplikasi dapat menghemat baterai dengan tidak memaksa radio seluler
untuk melakukan penelusuran. Permintaan ini kemudian dapat dijadwalkan dan dilakukan dalam batch bersama permintaan lain saat koneksi dibuat.
Koneksi kolam renang
Strategi tambahan yang dapat membantu selain pengelompokan dan pengambilan data adalah menggabungkan koneksi jaringan aplikasi Anda.
Secara umum, menggunakan kembali koneksi jaringan yang ada akan lebih efisien daripada memulai koneksi jaringan baru. Penggunaan kembali koneksi juga memungkinkan jaringan bereaksi lebih cerdas terhadap kemacetan dan masalah data jaringan terkait.
HttpURLConnection dan sebagian besar klien HTTP, seperti OkHttp, mengaktifkan penggabungan koneksi secara default, dan menggunakan kembali koneksi yang sama untuk beberapa permintaan.
Buat ringkasan dan prediksi ke depan
Di bagian ini, Anda telah mempelajari banyak tentang radio nirkabel dan beberapa strategi yang dapat diterapkan secara luas untuk memberikan pengalaman pengguna yang cepat dan responsif sekaligus mengurangi konsumsi baterai.
Di bagian berikutnya, kita akan membahas secara mendetail tiga jenis interaksi jaringan yang berbeda dan umum untuk sebagian besar aplikasi. Anda akan mempelajari driver untuk setiap jenis ini serta teknik dan API modern untuk mengelola interaksi ini secara efisien.