方法一——硬體檢測

通過硬體 PowerMonitor 可以精準地獲得應用的電量消耗。

步驟如下：

1. 拆開iOS裝置的外殼，找到電池後面的電源針腳。
2. 連線電源監控器的裝置針腳
3. 執行應用
4. 測量電量消耗

下圖展示了與iPhone的電池針腳連線的電源監控器工具。

• 可以精準地獲得應用的電量消耗。
• 裝置價格 $771.00 USD
• 需要拆解手機

方法二——instruments

步驟

1.iOS 設定選項 ->開發者選項－>logging －>start recording

2.進行需要測試電量的場景操作後進入開發者選項點選stop recording

3.將iOS裝置和Mac連線

4.開啟Instrument，選擇Energy Diagnostics

5.選擇 File > Import Logged Data from Device

6.儲存的資料以時間軸輸出到Instrument面板

缺點

　　2）電量取樣速率為1s／次，電量使用level為0-20，1/20：表示執行該app，電池生命會有20個小時；20/20：表示執行該app，電池電量僅有1小時的生命

測試精確度為5%；

　　3）電量測試資料只能通過Energy Diagnostics Instruments檢視，不能匯出為cvs檔案，無法計算整體耗電量、平均耗電量，只能手動計算平均值

方法三——api介面呼叫的方式

最初我們用到的是UIDevice類batteryLevel介面。這個介面只能獲取到剩餘電量百分比，目前世面上能見到的所有iOS系統版本都可用，如上文所提到的，他和系統介面上展示的值幾乎沒有區別，唯一不同的是，他是以mAh為單位計的，以這個值計算的剩餘電量百分比，就是系統上顯示的那個值。這樣看來，這個介面也沒有什麼多大的意義。還得繼續嘗試。

接著我們使用到的是IOKit中的IOPMPowerSource介面，私有介面，呼叫方式如下：

在iOS 10及以上的系統上，能獲取到的資訊如下：

看看關鍵資訊：

第三行CurrentCapacity是當前的剩餘電量；

第六行FullyCharged是否滿電量；

第八行IsCharging是否正在充電；

第九行MaxCapacity最大電池容量；

第十行Voltage當前電壓。

資訊是多了一些，有當前電壓值，有剩餘電量。這個有什麼用呢？我們先科普一點點小知識。

首先，某一裝置的電壓，基本是在一定範圍之內變動的，相對穩定的一個值。就像iPhone 6P的電壓，基本是在4V上下。當電池剩餘電量越少時，電壓值會變得越小，但波動不大。電壓過小時，可能會引起手機直接關機，這也是為什麼有時還有20%電量，但手機卻開不了機了。新的電池，電壓波動會小一些，越是老化，電壓波動可能越大。所以電壓這個值能用來判斷當前電池的健康度。

然後是剩餘電量2548，他的單位是mAh。手機電池常用類似1000mAh這樣的標識，這不是具體的電量，光看這個值，能解理到的含義是，以1000mA的電流來放電，能放1小時。或者說，以200mA的穩定電流放電，能放5小時。但明顯這樣意義並不大。因為我們還不知道電池在工作時，會以多少mA的電流工作，所以也就不知道能用多久，我們想知道的是，電池到底還有多少電，這個才是一個具體的值。上面提過，電壓是相對固定的，我們可以算出具體剩餘多少電，以1000mAh，粗略計電壓穩定為4V，根據公式計算得出W=U*I*t=4v*1000mAh=4000mWh。這個就是當前電池剩餘的電量。當計算剩餘電量的百分比的時候，用哪個值去算都一樣了。

以上是IOPMPowerSource介面在iOS10及以上系統上獲取的資訊。但事實上，在iOS 9及以前的系統上，能獲取到更多更詳細的資訊，大部分是一些硬體的固定資訊，對我們測試沒有幫助。但也有一些其他有用的資訊，比如說當前的溫度，電流，都是很有用的資訊，如下圖:

溫度能用來直接判斷當前的發熱情況，電流能直接判斷當前的電池發電功率，都可以有效判斷當前電池的使用狀態。

但是這個介面拿到的資料，仍然是不夠具體，全是整機的電池情況，沒有具體到某一個應用或是其他維度的電量統計。所以，還得繼續摸索。

這一次我們應用到的是BatteryUsageUI.bundle中PLBatteryUsageUIQuery，也是個私有介面。這裡賣個關子，實現就不帖了，有心的同學可以根據我的關鍵字找到具體的東西。這個介面就厲害了，具體得說，他能拿到每一個APP的CPU\GPU\顯示\網路\儲存等前後臺所有詳細資訊，一個巨大的表。

當我們探索到這一步時，激動不已，以為光明就在眼前了。可是事實卻是，這個介面早在iOS9的第一個版本，就完全被封了，只能在iOS 8上的機子上拿到資料。而且經過多次確認後，我們發現，這個資料是每個小時才會更新一次，並不是實時的。

但儘管如此，還是大大得增強了我們繼續探索的信心，我們第一次獲取到了每一個App的電量消耗情況，而且我們很確信，蘋果iOS的電量排行榜，就是根據這些資料計算出來的。因為，我們在這之前，已經發現在越獄環境下有個工具，叫DetailedBatteryUsage，這個外掛只做了一件事情，就是把系統設定裡，電池的顯示方式設定成了“2”，而預設的顯示方式是“0”。設定為“2”以後，就可以在電池設定裡看到很詳細的資訊，如下圖：

跟我們用介面拿到的資料是一致的，所以我們確認電量排行榜資料來至於這個介面，而且，系統一直在呼叫這個介面在統計電量相關的資訊，只是對使用者而言不可見，而且介面也不可見。在越獄環境下能拿到這些資料，對我們定位問題已經有很大的幫助了，但是一方面這些資料是系統顯示出來的，我們處理很不方便，效率也低，另一方面，這些資料只能在越獄的機器上拿到，而目前主流的系統都還是不能越獄的。我們不得不再進一步。

方法四——iOS Diagnostics

• 什麼是iOS Diagnostics

iOS diagnostics 是iOS系統本身自帶的一套診斷系統，在這個診斷系統中也記錄了電量相關資訊，這些資訊以Sqlite的形式儲存在本地，並定期傳給蘋果伺服器，以供蘋果相關人員分析。由此可以通過讀取iOS系統記錄的資料來進行電量測試，這個資料由iOS系統提供，並且記錄了每個App的耗電量，故可以得到比較準確的耗電量資訊。

蘋果官網提供的電量診斷如圖：

• 如何獲取diagnostics的電量資料庫

1. iOS10以上裝置

通過查閱蘋果官方的BugReport網站，發現有一項是：Battery Life。通過查閱官方文件發現，這個方式可以自己獲取iOS 診斷的電量資料庫詳細資訊，並通過itunes同步到本地，由此可以拿到相關的電量資料。

蘋果的官方說明：

步驟如下：

A. 使用開發者賬號下載Profile

B. 靜置約半個小時，通過iTunes同步到電腦上

C. 從電腦獲取電量資料庫檔案

對應目錄如下：

macos：~/Library/Logs/CrashReporter/MobileDevice/[Your_Device_Name]/

Windows:C:\Users\[Your_User_Name]\AppData\Roaming\Apple Computer\Logs\CrashReporter\MobileDevice\ [Your_Device_Name]\

D. 電量資料庫以”Powerlog_”開頭，以“.PLSQL” or “.PLSQL.gz”結尾

2. iOS9及以下裝置

提供一個思路：

可以通過 mitmproxy(抓包工具) + diags://123456攔截介面的形式獲得，介面：

如下圖：

• 電量資料庫的解讀與分析

拿到電量資料庫之後，我們要做的就是通過資料庫中存的電量資訊來幫助我們分析實際App的耗電量。可以下載SqlLiteStudio.dmg來開啟.plsql資料庫檔案。下載地址：http://sqlitestudio.pl/index.rvt?act=download

下面是和電量相關的幾個表：

一方面我們可以獲取整機的電量資料變化情況

附：sql如下

（SELECT datetime(timestamp, 'unixepoch', 'localtime') AS time, Level AS 電量百分比 FROM PLBatteryAgent_EventBackward_BatteryUI;）

通過電量百分比資料可以獲得整機在測試期間的電量變化趨勢圖。

同時，我們也可以精確獲取到App在某個測試時間段的電量消耗。通過記錄下操作場景的時間段，再讀取資料庫的資料，就可以精確獲取該場景在該機器上的電量消耗情況。

通過PLAppTimeService_Aggregate_AppRunTime 表獲取到App的執行情況：

根據App的執行情況從PLAccountingOperator_Aggregate_RootNodeEnergy這個表獲取到App電量消耗情況：

這裡就能很清楚的知道所測試的App在某個時間段詳細的耗電資訊，如2018-03-05上午10點測試某個app時的耗電：

• 螢幕耗電：47284----56.97%

• RestOfSOC耗電：9699----11.68%

• CPU耗電：17472----21.05%

• WIFI耗電：1995----2.4%

• DRAM(記憶體)耗電：2649----3.19%

• GPU耗電：3907----4.7%

RootNodeID和裝置名的對應關係是定義在資料表PLAccountingOperator_EventNone_Nodes裡面的。通過如下sql可以關聯查詢出不同裝置的具體耗電量。

附：sql如下

（SELECT datetime(a.timestamp, 'unixepoch', 'localtime') AS time, a.Energy, b.Name AS Device FROM PLAccountingOperator_Aggregate_RootNodeEnergy a,

PLAccountingOperator_EventNone_Nodes b WHERE a.RootNodeID = b.ID AND NodeID = (SELECT ID FROM PLAccountingOperator_EventNone_Nodes WHERE name = "**.**.**");

結合表PLBatteryAgent_EventBackward_Battery可以獲得此段時間該裝置詳細的耗電情況：

附：sql如下

（SELECT datetime(timestamp, 'unixepoch', 'localtime') AS time,Level AS 電量百分比,Voltage AS 電壓,FullAvailableCapacity AS 最大容量,CurrentCapacity AS 當前容量,CycleCount AS 電池迴圈次數,Temperature AS 電池溫度,*FROM PLBatteryAgent_EventBackward_Battery;）

由公式計算出該段時間的耗電量約：W=U*I*t （注意，公式中 I*t即為sql中查詢出來的電容量）

結合前面的耗電百分比得出該段時間App耗電：

• 螢幕耗電：56.97%*W=493mWh

• CPU耗電：21.05%*W=224mWh

• Rest of SoC耗電：11.68%*W=107mWh

• WIFI耗電：2.4%*W=26mWh

• 記憶體耗電：3.19%*W=35mWh

• GPU耗電：4.7%*W=57mWh

• 平均電流約：273mA

• 平均溫度：32.2℃

通過ui自動化做電量測試的探索

我們知道鋰電池充電分成三個階段：預充，恆流，恆壓。恆壓階段就是所謂的涓流充電。電量一般在80%左右往上，即進入恆壓模式，此時充電速度會開始變慢，直到將電池充滿。

也就是說在電池電量低於80%時的恆流階段，電量增加（充電速度）是勻速的。因此可以考慮將電池電量低於80%時，做UI自動化測試，然後將採集的電量資料除去充電補償電量就可以得到測試階段app的實際耗電量了。單位時間的充電補償電量可以以同一測試手機連線同一電腦同一usb介面充電時電池容量從20%充電到70%的平均速度進行計算。

總結

iOS Diagnostics電量測試步驟：

1.裝上對應的system debug證書；

2.選定測試場景以及時長；

3.記錄開始時的剩餘電量，執行測試，記錄下哪個時間段對應的是哪個場景；

3.執行測試完成後，精置半小時，取下系統的電量資料庫，對該次測試的各個場景的耗電量做一個全面的評價。

注意事項：

1.給手機充放電，讓手機剩餘電量在我們預設的值——比如90%——每個場景測試開始時，保證手機都是這一電量；

2.手機系統設定，一般要關注螢幕亮度、藍芽、定位、通知訊息、音量、其它後臺應用等等，為排除對被測應用的影響，通常是全部關閉或調到最小即可。

iOS Diagnostics電量測試流程如下圖：

參考文章