Android UsageStatsService：要点解析

1、UsageStatsService作用是什么？

这是一个Android私有service，主要作用是收集用户使用每一个APP的频率、使用时常；

2、如何通过UsageStatsService获取用户使用APP的数据？

（1）必须要具备系统权限；（APP内置在/system/app下）

（2）必须要在manifest中申明权限：PACKAGE_USAGE_STATS；例如：

（3）调用UsageStatsService.getAllPkgUsageStats or UsageStatsService.getPkgUsageStats 接口获取用户使用APP频率：

     //相当于：IBinder oRemoteService = ServiceManager.getService("usagestats");            Class<?> cServiceManager = Class.forName("android.os.ServiceManager");            Method mGetService = cServiceManager.getMethod("getService", java.lang.String.class);            Object oRemoteService = mGetService.invoke(null, "usagestats");            // 相当于:IUsageStats mUsageStatsService = IUsageStats.Stub.asInterface(oRemoteService)            Class<?> cStub = Class.forName("com.android.internal.app.IUsageStats$Stub");            Method mUsageStatsService = cStub.getMethod("asInterface", android.os.IBinder.class);            Object oIUsageStats = mUsageStatsService.invoke(null, oRemoteService);            // 相当于:PkgUsageStats[] oPkgUsageStatsArray =mUsageStatsService.getAllPkgUsageStats();            Class<?> cIUsageStatus = Class.forName("com.android.internal.app.IUsageStats");            Method mGetAllPkgUsageStats = cIUsageStatus.getMethod("getAllPkgUsageStats", (Class[]) null);            Object[] oPkgUsageStatsArray = (Object[]) mGetAllPkgUsageStats.invoke(oIUsageStats, (Object[]) null);            //相当于            //for (PkgUsageStats pkgUsageStats: oPkgUsageStatsArray)            //{            //  当前APP的包名：            //  packageName = pkgUsageStats.packageName            //  当前APP的启动次数            //  launchCount = pkgUsageStats.launchCount            //  当前APP的累计使用时间：            //  usageTime = pkgUsageStats.usageTime            //  当前APP的每个Activity的最后启动时间            //  componentResumeTimes = pkgUsageStats.componentResumeTimes            //}            Class<?> cPkgUsageStats = Class.forName("com.android.internal.os.PkgUsageStats");            for (Object pkgUsageStats : oPkgUsageStatsArray) {                String packageName = (String) cPkgUsageStats.getDeclaredField("packageName").get(pkgUsageStats);                int launchCount = cPkgUsageStats.getDeclaredField("launchCount").getInt(pkgUsageStats);                long usageTime = cPkgUsageStats.getDeclaredField("usageTime").getLong(pkgUsageStats);                Map componentResumeMap = (Map) cPkgUsageStats.getDeclaredField("componentResumeTimes").get(pkgUsageStats);            }

3、UsageStatsService工作原理是什么？（3-1）首先是service的初始化，主要分为两步；第一步是从/data/system/usagestats/usage-history.xml文件中读取每个APP中每个Activity最后启动的时间；

//初始化/data/system/usagestats/usage-history.xml mHistoryFile = new AtomicFile(new File(mDir, FILE_HISTORY)); //解析xml文件，将xml解析成为数据，并存储 readStatsFromFile();

第二步是从“/data/system/usagestats/usage-当前日志”文件中解析今天的使用记录的数据：

//指定文件前缀为usage，根据日志生成文件后缀，例如usage-20140817 mFileLeaf = getCurrentDateStr(FILE_PREFIX); //解析文件，为文件流的格式，直接读取即可 readStatsFromFile();

其中“/data/system/usagestats/usage-当前日志”文件格式为2精制的序列化流，可直接从中读取相应的对象即可；如果对应文件不存在，则创建它；
（3-2）在初始化service完成后，需要组数据存储：从usage-history.xml文件中解析出来的数据，放在：

   // key为包名，value为Map，记录该包下的Activity名以及该Activity最后启动时间    final private Map> mLastResumeTimes;

从“/data/system/usagestats/usage-当前日志”解析出来的数据，放在：

    // String为包名，PkgUsageStatsExtended存储相应的启动信息    final private Map mStats;

可以发现此处封装了一个内部类PkgUsageStatsExtended做数据存储，其实PkgUsageStatsExtended还封装了许多操作，后面会逐步涉及，目前PkgUsageStatsExtended主要存储了这些信息：

   private class PkgUsageStatsExtended {        //每个Activity最后启动时间        final HashMap mLaunchTimes                = new HashMap();        //当前APP启动次数        int mLaunchCount;        //当前APP使用时间        long mUsageTime;        //当前APP最后一次调用onPause时间        long mPausedTime;        //当前APP最后一个调用onResume时间        long mResumedTime;                //更新mResumedTime为当前时间        void updateResume(String comp, boolean launched) {            if (launched) {                mLaunchCount ++;            }            mResumedTime = SystemClock.elapsedRealtime();        }                //更新mPausedTime为当前时间，并且使用时常=mPausedTime - mResumedTime        void updatePause() {            mPausedTime =  SystemClock.elapsedRealtime();            mUsageTime += (mPausedTime - mResumedTime);        }                //记录activity次数        void addLaunchCount(String comp) {            TimeStats times = mLaunchTimes.get(comp);            if (times == null) {                times = new TimeStats();                mLaunchTimes.put(comp, times);            }            times.incCount();        }                //记录activity启动时间        void addLaunchTime(String comp, int millis) {            TimeStats times = mLaunchTimes.get(comp);            if (times == null) {                times = new TimeStats();                mLaunchTimes.put(comp, times);            }            times.add(millis);        }        /*more code        */            }

(3-3)当应用启动一个Activity时，UsageStatsService会发生什么行为？ ActivityManagerService会调用UsageStatsService.noteResumeComponent方法，在该方法中会有以下操作：

public void noteResumeComponent(ComponentName componentName) {        enforceCallingPermission();        String pkgName;        synchronized (mStatsLock) {        /*some code        */            final boolean samePackage = pkgName.equals(mLastResumedPkg);            //1、mIsResumed会在onResume中变为true，在onPause中变为false            if (mIsResumed) {                if (mLastResumedPkg != null) {                    //2、这里是为了避免没有调用onPause的情况出现，理论上不存在                    PkgUsageStatsExtended pus = mStats.get(mLastResumedPkg);                    if (pus != null) {                    //3、增加保护，调用一次updatePause                        pus.updatePause();                    }                }            }                        final boolean sameComp = samePackage                    && componentName.getClassName().equals(mLastResumedComp);                                //5、内部数据更新，记录最后一次启动的Activity            mIsResumed = true;            mLastResumedPkg = pkgName;            mLastResumedComp = componentName.getClassName();                        PkgUsageStatsExtended pus = mStats.get(pkgName);            if (pus == null) {                pus = new PkgUsageStatsExtended();                mStats.put(pkgName, pus);            }            //6、更新Activity启动时间，如果用户是从一个App启动进入另外一个APP，那么需要App标识启动次数+1            pus.updateResume(mLastResumedComp, !samePackage);            if (!sameComp) {            //7、同上，Activity启动次数+1                pus.addLaunchCount(mLastResumedComp);            }            Map componentResumeTimes = mLastResumeTimes.get(pkgName);            if (componentResumeTimes == null) {                componentResumeTimes = new HashMap();                mLastResumeTimes.put(pkgName, componentResumeTimes);            }            //8、更新componentResumeTimes            componentResumeTimes.put(mLastResumedComp, System.currentTimeMillis());        }    }

（3-4）当退出一个Activity，UsageStatsService会发生什么行为？ ActivityManagerService会调用UsageStatsService.notePauseComponent方法，UsageStatsService会更新当前展示Activity的OnPause时间：

public void notePauseComponent(ComponentName componentName) {/*some code*/        synchronized (mStatsLock) {            /*some code            */            //1、mIsResumed会在onResume中变为true，在onPause中变为false            mIsResumed = false;            PkgUsageStatsExtended pus = mStats.get(pkgName);            if (pus == null) {                // Weird some error here                Slog.i(TAG, "No package stats for pkg:"+pkgName);                return;            }            //2、更新onPause的时间            pus.updatePause();        }      //3、视情况而定确认是否需要将内存数据保存成文件  　　writeStatsToFile(false, false);      ｝

（3-5）现在，我们已经明白APP启动数据如何在内存中流转了，那么什么时候系统将数据持久化成文件？ UsageStatsService通过writeStatsToFile方法将数据持久化成文件，函数原型如下：

    /**     *　在特定条件下，将mStats或者mLastResumeTimes写入到文件中，由用户操作触发     * @params force  强制将mStats实例化到文件中     *                    * @params forceWriteHistoryStats 强制将mLastResumeTimes实例化到文件中     */    private void writeStatsToFile(final boolean force, final boolean forceWriteHistoryStats) {    ｝

具体触发writeStatsToFile的时机有： 1、用户关机，触发writeStatsToFile(true, true); 2、用户打开一个新应用，触发writeStatsToFile(false,false); 3、在notePauseComponent最后，调用writeStatsToFile(false,false);
writeStatsToFile触发写文件操作的条件有： 1、关机强制触发； 2、当前日期与最后一次写文件日期不同； 3、除用户关机外，两次写文件间隔必须在30分钟以上；
（3-6）卸载APP后，已经记录的数据会被清除；

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