Android7.0 Doze模式

在Android M中，Google就引入了Doze模式。它定义了一种全新的、低能耗的状态。
在该状态，后台只有部分任务被允许运行，其它任务都被强制停止。

本篇博客中，我们就来分析一下Android 7.0中Doze模式相关的流程。

一、基本原理
Doze模式可以简单概括为：
若判断用户在连续的一段时间内没有使用手机，就延缓终端中APP后台的CPU和网络活动，以达到减少电量消耗的目的。

上面这张图比较经典，基本上说明了Doze模式的含义。
图中的横轴表示时间，红色部分表示终端处于唤醒的运行状态，绿色部分就是Doze模式定义的休眠状态。

从图中的描述，我们可以看到：如果一个用户停止充电(on battery: 利用电池供电)，关闭屏幕(screen off)，手机处于静止状态(stationary: 位置没有发生相对移动)，保持以上条件一段时间之后，终端就会进入Doze模式。一旦进入Doze模式，系统就减少(延缓)应用对网络的访问、以及对CPU的占用，来节省电池电量。

如图所示，Doze模式还定义了maintenance window。
在maintenance window中，系统允许应用完成它们被延缓的动作，即可以使用CPU资源及访问网络。
从图中我们可以看出，当进入Doze模式的条件一直满足时，Doze模式会定期的进入到maintenance window，但进入的间隔越来越长。
通过这种方式，Doze模式可以使终端处于较长时间的休眠状态。

需要注意的是：一旦Doze模式的条件不再满足，即用户充电、或打开屏幕、或终端的位置发生了移动，终端就恢复到正常模式。
因此，当用户频繁使用手机时，Doze模式几乎是没有什么实际用处的。

具体来讲，当终端处于Doze模式时，进行了以下操作：
1、暂停网络访问。
2、系统忽略所有的WakeLock。
3、标准的AlarmManager alarms被延缓到下一个maintenance window。
但使用AlarmManager的 setAndAllowWhileIdle、setExactAndAllowWhileIdle和setAlarmClock时，alarms定义事件仍会启动。
在这些alarms启动前，系统会短暂地退出Doze模式。
4、系统不再进行WiFi扫描。
5、系统不允许sync adapters运行。
6、系统不允许JobScheduler运行。

更多基本信息的描述可以参考：
What is Doze mode in android 6.0 Marshmallow?

二、DeviceIdleController的初始化
Android中的Doze模式主要由DeviceIdleController来控制。

public class DeviceIdleController extends SystemService
        implements AnyMotionDetector.DeviceIdleCallback {
    ....................
}

可以看出DeviceIdleController继承自SystemService，是一个系统级的服务。
同时，继承了AnyMotionDetector定义的接口，便于检测到终端位置变化后进行回调。

接下来我们看看它的初始化过程。

private void startOtherServices() {
    .........
    mSystemServiceManager.startService(DeviceIdleController.class);
    .........
}

如上代码所示，SystemServer在startOtherServices中启动了DeviceIdleController，将先后调用DeviceIdleController的构造函数和onStart函数。

1、构造函数

public DeviceIdleController(Context context) {
    super(context);
    //deviceidle.xml用于定义idle模式也能正常工作的非系统应用
    //一般终端似乎并没有定义deviceidle.xml
    mConfigFile = new AtomicFile(new File(getSystemDir(), "deviceidle.xml"));
    mHandler = new MyHandler(BackgroundThread.getHandler().getLooper());
}

DeviceIdleController的构造函数比较简单，就是在创建data/system/deviceidle.xml对应的file文件，同时创建一个对应于后台线程的handler。

2、onStart

public void onStart() {
    final PackageManager pm = getContext().getPackageManager();

    synchronized (this) {
        //读取配置文件，判断Doze模式是否允许被开启
        mLightEnabled = mDeepEnabled = getContext().getResources().getBoolean(
                com.android.internal.R.bool.config_enableAutoPowerModes);

        //分析PKMS时提到过，PKMS扫描系统目录的xml，将形成SystemConfig
        SystemConfig sysConfig = SystemConfig.getInstance();

        //获取除了device Idle模式外，都可以运行的系统应用白名单
        ArraySet<String> allowPowerExceptIdle = sysConfig.getAllowInPowerSaveExceptIdle();
        for (int i=0; i<allowPowerExceptIdle.size(); i++) {
            String pkg = allowPowerExceptIdle.valueAt(i);
            try {
                ApplicationInfo ai = pm.getApplicationInfo(pkg,
                        PackageManager.MATCH_SYSTEM_ONLY);
                int appid = UserHandle.getAppId(ai.uid);
                mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle.put(ai.packageName, appid);
                mPowerSaveWhitelistSystemAppIdsExceptIdle.put(appid, true);
            } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
            }
        }

        //获取device Idle模式下，也可以运行的系统应用白名单
        ArraySet<String> allowPower = sysConfig.getAllowInPowerSave();
        for (int i=0; i<allowPower.size(); i++) {
             String pkg = allowPower.valueAt(i);
            try {
                ApplicationInfo ai = pm.getApplicationInfo(pkg,
                         PackageManager.MATCH_SYSTEM_ONLY);
                int appid = UserHandle.getAppId(ai.uid);
                // These apps are on both the whitelist-except-idle as well
                // as the full whitelist, so they apply in all cases.
                mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle.put(ai.packageName, appid);
                mPowerSaveWhitelistSystemAppIdsExceptIdle.put(appid, true);
                mPowerSaveWhitelistApps.put(ai.packageName, appid);
                mPowerSaveWhitelistSystemAppIds.put(appid, true);
            } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
            }
        }

        //Constants为deviceIdleController中的内部类，继承ContentObserver
        //监控数据库变化，同时得到Doze模式定义的一些时间间隔
        mConstants = new Constants(mHandler, getContext().getContentResolver());

        //解析deviceidle.xml，并将其中定义的package对应的app，加入到mPowerSaveWhitelistUserApps中
        readConfigFileLocked();

        //将白名单的内容给AlarmManagerService和PowerMangerService
        //例如：DeviceIdleController判断开启Doze模式时，会通知PMS
        //此时除去白名单对应的应用外，PMS会将其它所有的WakeLock设置为Disable状态
        updateWhitelistAppIdsLocked();

        //以下的初始化，都是假设目前处在进入Doze模式相反的条件上
        mNetworkConnected = true;
        mScreenOn = true;
        // Start out assuming we are charging.  If we aren‘t, we will at least get
        // a battery update the next time the level drops.
        mCharging = true;

        //Doze模式定义终端初始时为ACTIVE状态
        mState = STATE_ACTIVE;
        //屏幕状态初始时为ACTIVE状态
        mLightState = LIGHT_STATE_ACTIVE;
        mInactiveTimeout = mConstants.INACTIVE_TIMEOUT;
    }

    //发布服务
    //BinderService和LocalService均为DeviceIdleController的内部类
    mBinderService = new BinderService();
    publishBinderService(Context.DEVICE_IDLE_CONTROLLER, mBinderService);
    publishLocalService(LocalService.class, new LocalService());
}

除去发布服务外，DeviceIdleController在onStart函数中，主要是读取配置文件更新自己的变量，思路比较清晰。

在这里我们仅跟进一下updateWhitelistAppIdsLocked函数：

private void updateWhitelistAppIdsLocked() {
    //构造出除去idle模式外，可运行的app id数组 （可认为是系统和普通应用的集合）
    //mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle从系统目录下的xml得到
    //mPowerSaveWhitelistUserApps从deviceidle.xml得到，或调用接口加入；
    //mPowerSaveWhitelistExceptIdleAppIds并未使用
    mPowerSaveWhitelistExceptIdleAppIdArray = buildAppIdArray(mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle,
            mPowerSaveWhitelistUserApps, mPowerSaveWhitelistExceptIdleAppIds);

    //构造不受Doze限制的app id数组 （可认为是系统和普通应用的集合）
    //mPowerSaveWhitelistApps从系统目录下的xml得到
    //mPowerSaveWhitelistAllAppIds并未使用
    mPowerSaveWhitelistAllAppIdArray = buildAppIdArray(mPowerSaveWhitelistApps,
            mPowerSaveWhitelistUserApps, mPowerSaveWhitelistAllAppIds);

    //构造不受Doze限制的app id数组（仅普通应用的集合）、
    //mPowerSaveWhitelistUserAppIds并未使用
    mPowerSaveWhitelistUserAppIdArray = buildAppIdArray(null,
            mPowerSaveWhitelistUserApps, mPowerSaveWhitelistUserAppIds);

    if (mLocalPowerManager != null) {
        ...........
        //PMS拿到的是：系统和普通应用组成的不受Doze限制的app id数组 
        mLocalPowerManager.setDeviceIdleWhitelist(mPowerSaveWhitelistAllAppIdArray);
    }

    if (mLocalAlarmManager != null) {
        ..........
        //AlarmManagerService拿到的是：普通应用组成的不受Doze限制的app id数组 
        mLocalAlarmManager.setDeviceIdleUserWhitelist(mPowerSaveWhitelistUserAppIdArray);
    }
}

updateWhitelistAppIdsLocked主要是将白名单交给PMS和AlarmManagerService。
注意Android区分了系统应用白名单、普通应用白名单等，因此上面进行了一些合并操作。

3、onBootPhase
与PowerManagerService一样，DeviceIdleController在初始化的最后一个阶段需要调用onBootPhase函数：

public void onBootPhase(int phase) {
    //在系统PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY阶段，进一步完成一些初始化
    if (phase == PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY) {
        synchronized (this) {
            //初始化一些变量
            mAlarmManager = (AlarmManager) getContext().getSystemService(Context.ALARM_SERVICE);
            ..............

            mSensorManager = (SensorManager) getContext().getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
            //根据配置文件，利用SensorManager获取对应的传感器，保存到mMotionSensor中
            ..............

            //如果配置文件表明：终端需要预获取位置信息
            //则构造LocationRequest
            if (getContext().getResources().getBoolean(
                    com.android.internal.R.bool.config_autoPowerModePrefetchLocation)) {
                mLocationManager = (LocationManager) getContext().getSystemService(
                        Context.LOCATION_SERVICE);
                mLocationRequest = new LocationRequest()
                    .setQuality(LocationRequest.ACCURACY_FINE)
                    .setInterval(0)
                    .setFastestInterval(0)
                    .setNumUpdates(1);
            }

            //根据配置文件，得到角度变化的门限
            float angleThreshold = getContext().getResources().getInteger(
                    com.android.internal.R.integer.config_autoPowerModeThresholdAngle) / 100f;
            //创建一个AnyMotionDetector，同时将DeviceIdleController注册到其中
            //当AnyMotionDetector检测到手机变化角度超过门限时，就会回调DeviceIdleController的接口
            mAnyMotionDetector = new AnyMotionDetector(
                    (PowerManager) getContext().getSystemService(Context.POWER_SERVICE),
                    mHandler, mSensorManager, this, angleThreshold);

            //创建两个常用的Intent，用于通知Doze模式的变化
            mIdleIntent = new Intent(PowerManager.ACTION_DEVICE_IDLE_MODE_CHANGED);
            mIdleIntent.addFlags(Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY
                    | Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND);
            mLightIdleIntent = new Intent(PowerManager.ACTION_LIGHT_DEVICE_IDLE_MODE_CHANGED);
            mLightIdleIntent.addFlags(Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY
                    | Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND);

            //监听ACTION_BATTERY_CHANGED广播（电池信息发生改变）
            IntentFilter filter = new IntentFilter();
            filter.addAction(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED);
            getContext().registerReceiver(mReceiver, filter);

            //监听ACTION_PACKAGE_REMOVED广播（包被移除）
            filter = new IntentFilter();
            filter.addAction(Intent.ACTION_PACKAGE_REMOVED);
            filter.addDataScheme("package");
            getContext().registerReceiver(mReceiver, filter);

            //监听CONNECTIVITY_ACTION广播（连接状态发生改变）
            filter = new IntentFilter();
            filter.addAction(ConnectivityManager.CONNECTIVITY_ACTION);
            getContext().registerReceiver(mReceiver, filter);

            //重新将白名单信息交给PowerManagerService和AlarmManagerService
            //这个工作在onStart函数中，已经调用updateWhitelistAppIdsLocked进行过了
            //到onBootPhase时，重新进行一次，可能：一是为了保险；二是，其它进程可能调用接口，更改了对应数据，于是进行更新
            mLocalPowerManager.setDeviceIdleWhitelist(mPowerSaveWhitelistAllAppIdArray);
            mLocalAlarmManager.setDeviceIdleUserWhitelist(mPowerSaveWhitelistUserAppIdArray);

            //监听屏幕显示相关的变化
            mDisplayManager.registerDisplayListener(mDisplayListener, null);

            //更新屏幕显示相关的信息
            updateDisplayLocked();
        }
        //更新连接状态相关的信息
        updateConnectivityState(null);
    }   
}

从代码可以看出，onBootPhase方法：
主要创建一些本地变量，然后根据配置文件初始化一些传感器，同时注册了一些广播接收器和回到接口，
最后更新屏幕显示和连接状态相关的信息。

三、DeviceIdleController定义的状态变化
根据前面提到的Doze模式的原理，我们知道手机进入Doze模式的条件是：未充电、手机位置不发生变化、屏幕熄灭。
因此，在DeviceIdleController中监听了这三个条件对应的状态，以决定终端是真正否进入到Doze模式。

对这三个条件的分析，最终都会进入到DeviceIdleController定义的状态变化流程。
因此我们就以充电状态的变化为例，看看DeviceIdleController进行了哪些处理。其余条件的分析，基本类似。

1、充电状态的处理
对于充电状态，在onBootPhase函数中已经提到，DeviceIdleController监听了ACTION_BATTERY_CHANGED广播：

............
IntentFilter filter = new IntentFilter();
filter.addAction(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED);
getContext().registerReceiver(mReceiver, filter);
...........

我们看看receiver中对应的处理：

private final BroadcastReceiver mReceiver = new BroadcastReceiver() {
    @Override public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        switch (intent.getAction()) {
            .........
            case Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED: {
                synchronized (DeviceIdleController.this) {
                    //从广播中得到是否在充电的消息
                    int plugged = intent.getIntExtra("plugged", 0);
                    updateChargingLocked(plugged != 0);
                }
            } break;
        }
    }
}；

根据上面的代码，可以看出当收到电池信息改变的广播后，DeviceIdleController将得到电源是否在充电的消息，然后调用updateChargingLocked函数进行处理。

void updateChargingLocked(boolean charging) {
    .........
    if (!charging && mCharging) {
        //从充电状态变为不充电状态
        mCharging = false;
        //mForceIdle值一般为false
        if (!mForceIdle) {
            //判断是否进入Doze模式
            becomeInactiveIfAppropriateLocked();
        }
    } else if (charging) {
        //进入充电状态
        mCharging = charging;
        if (!mForceIdle) {
            //手机退出Doze模式
            becomeActiveLocked("charging", Process.myUid());
        }
    }
}

2、becomeActiveLocked
我们先看看becomeActiveLocked函数：

//activeReason记录的终端变为active的原因
void becomeActiveLocked(String activeReason, int activeUid) {
    ...........
    if (mState != STATE_ACTIVE || mLightState != STATE_ACTIVE) {
        ............
        //1、通知PMS等Doze模式结束
        scheduleReportActiveLocked(activeReason, activeUid);

        //更新DeviceIdleController本地维护的状态
        //在DeviceIdleController的onStart函数中，我们已经知道了
        //初始时，mState和mLightState均为Active状态
        mState = STATE_ACTIVE;
        mLightState = LIGHT_STATE_ACTIVE;

        mInactiveTimeout = mConstants.INACTIVE_TIMEOUT;
        mCurIdleBudget = 0;
        mMaintenanceStartTime = 0;

        //2、重置一些事件
        resetIdleManagementLocked();
        resetLightIdleManagementLocked();

        addEvent(EVENT_NORMAL);
    }
}

2.1 scheduleReportActiveLocked

void scheduleReportActiveLocked(String activeReason, int activeUid) {
    //发送MSG_REPORT_ACTIVE消息
    Message msg = mHandler.obtainMessage(MSG_REPORT_ACTIVE, activeUid, 0, activeReason);
    mHandler.sendMessage(msg);
}

对应的处理流程：

.........
case MSG_REPORT_ACTIVE: {
    .........
    //通知PMS Doze模式结束，
    //于是PMS将一些Doze模式下，disable的WakeLock重新enable
    //然后调用updatePowerStateLocked函数更新终端的状态
    final boolean deepChanged = mLocalPowerManager.setDeviceIdleMode(false);
    final boolean lightChanged = mLocalPowerManager.setLightDeviceIdleMode(false);

    try {
        //通过NetworkPolicyManagerService更改Ip-Rule，不再限制终端应用上网
        mNetworkPolicyManager.setDeviceIdleMode(false);
        //BSS做好对应的记录
        mBatteryStats.noteDeviceIdleMode(BatteryStats.DEVICE_IDLE_MODE_OFF,
                activeReason, activeUid);
    } catch (RemoteException e) {
    }

    //发送广播
    if (deepChanged) {
        getContext().sendBroadcastAsUser(mIdleIntent, UserHandle.ALL);
    }
    if (lightChanged) {
        getContext().sendBroadcastAsUser(mLightIdleIntent, UserHandle.ALL);
    }
}
........

从上面的代码可以看出，scheduleReportActiveLocked函数最主要的工作是：
通知PMS等重新更新终端的状态；
通知NetworkPolicyManagerService不再限制应用上网。
发送Doze模式改变的广播。

2.2 resetIdleManagementLocked

void resetIdleManagementLocked() {
    //复位一些状态变量
    mNextIdlePendingDelay = 0;
    mNextIdleDelay = 0;
    mNextLightIdleDelay = 0;

    //停止一些工作，主要是位置检测相关的
    cancelAlarmLocked();
    cancelSensingTimeoutAlarmLocked();
    cancelLocatingLocked();
    stopMonitoringMotionLocked();
    mAnyMotionDetector.stop();
}

从上面的代码可以看出，resetIdleManagementLocked的工作相对简单，就是停止进入Doze模式时启动的一些任务。

3、becomeInactiveIfAppropriateLocked
与becomeActiveLocked函数相比，becomeInactiveIfAppropriateLocked函数较为复杂。
因为调用becomeInactiveIfAppropriateLocked函数时，终端可能只是满足进入Doze模式的条件，离进入真正的Doze模式还有很长的“一段路”需要走。

我们看看becomeInactiveIfAppropriateLocked的代码：

void becomeInactiveIfAppropriateLocked() {
    .................
    //屏幕熄灭，未充电
    if ((!mScreenOn && !mCharging) || mForceIdle) {
        // Screen has turned off; we are now going to become inactive and start
        // waiting to see if we will ultimately go idle.
        if (mState == STATE_ACTIVE && mDeepEnabled) {
            mState = STATE_INACTIVE;
            ...............
            //重置事件
            resetIdleManagementLocked();

            //开始检测是否可以进入Doze模式的Idle状态
            //若终端没有watch feature, mInactiveTimeout时间为30min
            scheduleAlarmLocked(mInactiveTimeout, false);
            ...............
        }

        if (mLightState == LIGHT_STATE_ACTIVE && mLightEnabled) {
            mLightState = LIGHT_STATE_INACTIVE;
            .............
            resetLightIdleManagementLocked();
            scheduleLightAlarmLocked(mConstants.LIGHT_IDLE_AFTER_INACTIVE_TIMEOUT);
        }
    }
}

从上面的代码可以看出，在DeviceIdleState中，用mState和mLightState来衡量终端是否真的进入了Doze模式。
我们目前仅关注mState变量的改变情况，mLightState的变化流程可类似分析。
此时，mState的状态为INACTIVE。

3.1 scheduleAlarmLocked
我们跟进一下scheduleAlarmLocked函数：

void scheduleAlarmLocked(long delay, boolean idleUntil) {
    if (mMotionSensor == null) {
        //在onBootPhase时，获取过位置检测传感器
        //如果终端没有配置位置检测传感器，那么终端永远不会进入到真正的Doze ilde状态
        // If there is no motion sensor on this device, then we won‘t schedule
        // alarms, because we can‘t determine if the device is not moving.
        return;
    }

    mNextAlarmTime = SystemClock.elapsedRealtime() + delay;
    if (idleUntil) {
        //此时IdleUtil的值为false
        mAlarmManager.setIdleUntil(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP,
                mNextAlarmTime, "DeviceIdleController.deep", mDeepAlarmListener, mHandler);
    } else {
        //30min后唤醒，调用mDeepAlarmListener的onAlarm函数
        mAlarmManager.set(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP,
                mNextAlarmTime, "DeviceIdleController.deep", mDeepAlarmListener, mHandler);
    }
}

需要注意的是，DeviceIdleController一直在监控屏幕状态和充电状态，一但不满足Doze模式的条件，前面提到的becomeActiveLocked函数就会被调用。mAlarmManager设置的定时唤醒事件将被取消掉，mDeepAlarmListener的onAlarm函数不会被调用。

因此，我们知道了终端必须保持Doze模式的入口条件长达30min，才会进入mDeepAlarmListener.onAlarm：

private final AlarmManager.OnAlarmListener mDeepAlarmListener
        = new AlarmManager.OnAlarmListener() {
    @Override
    public void onAlarm() {
        synchronized (DeviceIdleController.this) {
            //进入到stepIdleStateLocked函数
            stepIdleStateLocked("s:alarm");
        }
    }
};

此处没有什么多说的，直接调用了stepIdleStateLocked函数。
需要注意的是stepIdleStateLocked将决定DeviceIdleController状态之间的转移。
这种通过AlarmManager设定唤醒时间，然后通过回调接口来调用stepIdleStateLocked的方式，将被多次使用。

3.2 stepIdleStateLocked
此处没有什么多说的，直接来看stepIdleStateLocked函数：

void stepIdleStateLocked(String reason) {
    ..........
    final long now = SystemClock.elapsedRealtime();
    //个人觉得，下面这段代码，是针对Idle状态设计的
    //如果在Idle状态收到Alarm，那么将先唤醒终端，然后重新判断是否需要进入Idle态
    //在介绍Doze模式原理时提到过，若应用调用AlarmManager的一些指定接口，仍然可以在Idle状态进行工作
    if ((now+mConstants.MIN_TIME_TO_ALARM) > mAlarmManager.getNextWakeFromIdleTime()) {
        // Whoops, there is an upcoming alarm.  We don‘t actually want to go idle.
        if (mState != STATE_ACTIVE) {
            becomeActiveLocked("alarm", Process.myUid());
            becomeInactiveIfAppropriateLocked();
        }
        return;
    }

    //以下是Doze模式的状态转变相关的代码
    switch (mState) {
        case STATE_INACTIVE:
            // We have now been inactive long enough, it is time to start looking
            // for motion and sleep some more while doing so.
            //保持屏幕熄灭，同时未充电达到30min，进入此分支

            //注册一个mMotionListener，检测是否移动
            //如果检测到移动，将重新进入到ACTIVE状态
            //相应代码比较直观，此处不再深入分析
            startMonitoringMotionLocked();

            //再次调用scheduleAlarmLocked函数，此次的时间仍为30min
            //也就说如果不发生退出Doze模式的事件，30min后将再次进入到stepIdleStateLocked函数
            //不过届时的mState已经变为STATE_IDLE_PENDING
            scheduleAlarmLocked(mConstants.IDLE_AFTER_INACTIVE_TIMEOUT, false);

            // Reset the upcoming idle delays.
            //mNextIdlePendingDelay为5min
            mNextIdlePendingDelay = mConstants.IDLE_PENDING_TIMEOUT;
            //mNextIdleDelay为60min
            mNextIdleDelay = mConstants.IDLE_TIMEOUT;

            //状态变为STATE_IDLE_PENDING 
            mState = STATE_IDLE_PENDING;
            ............
            break;
        case STATE_IDLE_PENDING:
            //保持息屏、未充电、静止状态，经过30min后，进入此分支
            mState = STATE_SENSING;

            //保持Doze模式条件，4min后再次进入stepIdleStateLocked
            scheduleSensingTimeoutAlarmLocked(mConstants.SENSING_TIMEOUT);

            //停止定位相关的工作
            cancelLocatingLocked();
            mNotMoving = false;
            mLocated = false;
            mLastGenericLocation = null;
            mLastGpsLocation = null;

            //开始检测手机是否发生运动（这里应该是更细致的侧重于角度的变化）
            //若手机运动过，则重新变为active状态
            mAnyMotionDetector.checkForAnyMotion();
            break;
        case STATE_SENSING:
            //上面的条件满足后，进入此分支，开始获取定位信息
            cancelSensingTimeoutAlarmLocked();
            mState = STATE_LOCATING;
            ............
            //保持条件30s，再次调用stepIdleStateLocked
            scheduleAlarmLocked(mConstants.LOCATING_TIMEOUT, false);

            //网络定位
            if (mLocationManager != null
                    && mLocationManager.getProvider(LocationManager.NETWORK_PROVIDER) != null) {
                mLocationManager.requestLocationUpdates(mLocationRequest,
                        mGenericLocationListener, mHandler.getLooper());
                mLocating = true;
            } else {
                mHasNetworkLocation = false;
            }

            //GPS定位
            if (mLocationManager != null
                    && mLocationManager.getProvider(LocationManager.GPS_PROVIDER) != null) {
                mHasGps = true;
                mLocationManager.requestLocationUpdates(LocationManager.GPS_PROVIDER, 1000, 5,
                        mGpsLocationListener, mHandler.getLooper());
                mLocating = true;
            } else {
                mHasGps = false;
            }

            // If we have a location provider, we‘re all set, the listeners will move state
            // forward.
            if (mLocating) {
                //无法定位则直接进入下一个case
                break;
            }
        case STATE_LOCATING:
            //停止定位和运动检测，直接进入到STATE_IDLE_MAINTENANCE
            cancelAlarmLocked();
            cancelLocatingLocked();
            mAnyMotionDetector.stop();

        case STATE_IDLE_MAINTENANCE:
            //进入到这个case后，终端开始进入Idle状态，也就是真正的Doze模式

            //定义退出Idle的时间此时为60min
            scheduleAlarmLocked(mNextIdleDelay, true);
            ............
            //退出周期逐步递增，每次乘2
            mNextIdleDelay = (long)(mNextIdleDelay * mConstants.IDLE_FACTOR);
            ...........
            //周期有最大值6h
            mNextIdleDelay = Math.min(mNextIdleDelay, mConstants.MAX_IDLE_TIMEOUT);
            if (mNextIdleDelay < mConstants.IDLE_TIMEOUT) {
                mNextIdleDelay = mConstants.IDLE_TIMEOUT;
            }

            mState = STATE_IDLE;
            ...........
            //通知PMS、NetworkPolicyManagerService等Doze模式开启，即进入Idle状态
            //此时PMS disable一些非白名单WakeLock；NetworkPolicyManagerService开始限制一些应用的网络访问
            //消息处理的具体流程比较直观，此处不再深入分析
            mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_ON);
            break;

        case STATE_IDLE:
            //进入到这个case时，本次的Idle状态暂时结束，开启maintenance window

            // We have been idling long enough, now it is time to do some work.
            mActiveIdleOpCount = 1;
            mActiveIdleWakeLock.acquire();

            //定义重新进入Idle的时间为5min （也就是手机可处于Maintenance window的时间）
            scheduleAlarmLocked(mNextIdlePendingDelay, false);

            mMaintenanceStartTime = SystemClock.elapsedRealtime();
            //调整mNextIdlePendingDelay，乘2（最大为10min）
            mNextIdlePendingDelay = Math.min(mConstants.MAX_IDLE_PENDING_TIMEOUT,
                    (long)(mNextIdlePendingDelay * mConstants.IDLE_PENDING_FACTOR));

            if (mNextIdlePendingDelay < mConstants.IDLE_PENDING_TIMEOUT) {
                    mNextIdlePendingDelay = mConstants.IDLE_PENDING_TIMEOUT;
            }

            mState = STATE_IDLE_MAINTENANCE;
            ...........
            //通知PMS等暂时退出了Idle状态，可以进行一些工作
            //此时PMS enable一些非白名单WakeLock；NetworkPolicyManagerService开始允许应用的网络访问
            mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_OFF);
            break;
    }
}

至此，stepIdleStateLocked的流程介绍完毕。
我们知道了，在DeviceIdleController中，为终端定义了7中状态，如下图所示：

手机被操作的时候为Active状态。
当手机关闭屏幕或者拔掉电源的时候，手机开始判断是否进入Doze模式。

经过一系列的状态后，最终会进入到IDLE状态，此时才算进入到真正的Doze模式，系统进入到了深度休眠状态。
此时，系统中非白名单的应用将被禁止访问网络，它们申请的Wakelock也会被disable。
从上面的代码可以看出，系统会周期性的退出Idle状态，进入到MAINTENANCE状态，集中处理相关的任务。
一段时间后，会重新再次回到IDLE状态。每次进入IDLE状态，停留的时间都会是上次的2倍，最大时间限制为6h。

当手机运动，或者点亮屏幕，插上电源等，系统都会重新返回到ACTIVIE状态。

四、总结
本篇博客中，我们分析了Doze模式对应的服务DeviceIdleController。

在了解DeviceIdleController的初始化过程后，我们重点分析了其定义的状态转移过程。
当然这些分析集中在了框架的源码分析上，至于Doze模式对App的影响，建议阅读下面的文章：
Android M新特性Doze and App Standby模式详解