Các yêu cầu mà ứng dụng của bạn gửi đến mạng là nguyên nhân chính gây hao pin vì các yêu cầu này bật sóng di động hoặc Wi-Fi tiêu thụ điện năng. Ngoài năng lượng cần thiết để gửi và nhận gói, các bộ thu phát sóng này còn tiêu tốn thêm năng lượng chỉ để bật và duy trì trạng thái hoạt động. Một thao tác đơn giản như yêu cầu mạng sau mỗi 15 giây có thể khiến sóng di động hoạt động liên tục và nhanh chóng làm tiêu hao pin.
Có 3 loại bản cập nhật thường xuyên:
- Do người dùng yêu cầu. 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 thành phần và thảo luận về các cách khác để tối ưu hoá nhằm giảm mức tiêu hao pin.
Tối ưu hoá các yêu cầu do người dùng khởi tạo
Yêu cầu do người dùng thực hiện thường xảy ra để phản hồi một số hành vi của người dùng. Ví dụ: một ứng dụng dùng để đọc các tin bài mới nhất có thể cho phép người dùng thực hiện cử chỉ kéo để làm mới nhằm kiểm tra xem có tin bài mới hay không. 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.
Điều tiết băng thông của yêu cầu từ người dùng
Bạn có thể bỏ qua một số yêu cầu do người dùng thực hiện 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 xử lý từng yêu cầu có thể gây lãng phí một lượng điện năng đáng kể do phải duy trì trạng thái hoạt động của sóng vô tuyến. Một phương pháp hiệu quả hơn là điều tiết các yêu cầu do người dùng thực hiện để chỉ có thể thực hiện một yêu cầu trong một khoảng thời gian, nhờ đó giảm tần suất sử dụng sóng vô tuyến.
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 vào cùng một bản sao thông tin cục bộ nhiều lần mà không cần 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 có kích thước đầy đủ. Bạn có thể sử dụng tiêu đề bộ nhớ đệm HTTP để đảm bảo rằng chiến lược lưu vào bộ nhớ đệm không khiến ứng dụng hiển thị dữ liệu cũ. Để biết thêm thông tin về cách 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 cố gắng tải một bản sao mới xuống. Để tìm hiểu thêm về các tập dữ liệu được chia sẻ, hãy xem bài viết Truy cập vào các tập dữ liệu được chia sẻ.
Sử dụng băng thông lớn hơn để tải nhiều dữ liệu hơn nhưng ít thường xuyên hơn
Khi kết nối qua sóng vô tuyến, băng thông cao hơn thường đi kèm với mức tiêu hao pin cao hơn, nghĩa là 5G thường tiêu thụ nhiều năng lượng hơn LTE, và LTE lại tiêu thụ nhiều năng lượng hơn 3G.
Điều này có nghĩa là mặc dù trạng thái vô tuyến cơ bản thay đổi dựa trên công nghệ vô tuyến, nhưng nhìn chung, tác động tương đối của pin đối với thời gian kết thúc thay đổi trạng thái sẽ lớn hơn đối với các sóng vô tuyến có băng thông cao hơn. Để biết thêm thông tin về thời gian chờ, hãy xem phần Máy trạng thái vô tuyến.
Đồng thời, băng thông cao hơn có nghĩa là bạn có thể tìm nạp trước một cách linh hoạt hơn, tải nhiều dữ liệu hơn trong cùng một khoảng thời gian. Có lẽ ít trực quan hơn, vì mức tiêu hao pin trong thời gian chờ tương đối cao hơn, nên việc duy trì hoạt động của sóng vô tuyến trong thời gian dài hơn trong mỗi phiên truyền cũng hiệu quả hơn để giảm tần suất cập nhật.
Ví dụ: nếu sóng vô tuyến LTE có băng thông gấp đôi và mức tiêu thụ năng lượng gấp đôi so với 3G, thì bạn nên tải dữ liệu xuống nhiều gấp 4 lần trong mỗi phiên, hoặc có thể lên đến 10 MB. Khi tải xuống lượng dữ liệu lớn như vậy, bạn cần cân nhắc ảnh hưởng của việc tìm nạp trước đối với bộ nhớ cục bộ hiện có 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 hiện tại của thiết bị. 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
Yêu cầu do ứng dụng khởi tạo thường xảy 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 chúng có thể được gộp lại với nhau hay không và liệu chúng có thể được trì hoãn cho đến khi thiết bị đang sạc hoặc kết nối với mạng không đo lượng dữ liệu hay không. Bạn có thể tối ưu hoá các yêu cầu này bằng cách lập lịch biểu cẩn thận và sử dụng các thư viện như WorkManager.
Yêu cầu mạng theo lô
Trên thiết bị di động, quá trình bật đài, kết nối và duy trì trạng thái hoạt động của đài sẽ tiêu tốn một lượng điện năng lớn. Vì lý do này, việc xử lý các yêu cầu riêng lẻ vào những thời điểm ngẫu nhiên có thể tiêu tốn nhiều điện năng và làm giảm thời lượng pin. Một phương pháp hiệu quả hơn là đưa một tập hợp các yêu cầu mạng vào hàng đợi và xử lý chúng cùng nhau. Điều này cho phép hệ thống chỉ phải trả chi phí điện năng cho việc bật đài phát một lần mà 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, có xem xét liệu các điều kiện cụ thể có được đáp ứng hay không, chẳng hạn như tình trạng mạng và trạng thái nguồn. Ví dụ: giả sử bạn có một lớp con Worker tên là DownloadHeadlinesWorker để truy xuất các tiêu đề tin tức mới nhất. Worker này có thể được lên lịch chạy mỗi giờ, miễn là thiết bị được kết nối với một mạng không đo lượng dữ liệu và pin của thiết bị không ở mức thấp, 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 để giúp bạn tạo lịch biểu hiệu quả nhằm hoàn thành các tác vụ kết nối 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 nền.
Tối ưu hoá các yêu cầu do máy chủ khởi tạo
Yêu cầu do máy chủ khởi tạo thường xảy ra để phản hồi thông báo từ máy chủ. Ví dụ: một ứng dụng dùng để đọc các bài viết tin tức mới nhất có thể nhận được thông báo về một loạt bài viết mới phù hợp với lựa chọn ưu tiên của người dùng, sau đó ứng dụng này sẽ tải các bài viết đó 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 việc 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 rằng 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 ổn định. Việc này giúp giảm thiểu số lượng kết nối liên tục, đồng thời cho phép nền tảng tối ưu hoá băng thông và giảm thiểu tác động liên quan đến thời lượng pin.