android性能分析

對于一個app的性能口蝠，我們可以通過以下幾個點去分析：

• 內(nèi)存
• CPU
• GPU
• 網(wǎng)絡(luò)

而這些性能直接影響到手機(jī)耗電量，發(fā)熱量掂器，界面的流程度亚皂，以及流量的消耗俱箱，所以通過對這些點的分析国瓮，可以很好的改善app的整體性能。

對于這四個維度的分析狞谱，android studio提供如下四種監(jiān)測工具：

• Memory Monitor
• CPU Monitor
• GPU Monitor
• Network Monitor

通過以上工具乃摹，app的運行情況都會直觀，實時的顯示在圖表中跟衅。根據(jù)圖表孵睬，可以初步判斷是否存在內(nèi)存抖動，cup負(fù)荷過大等問題伶跷，但如果需要進(jìn)一步分析掰读，就需其詳細(xì)的數(shù)據(jù)，尤其是memory和cpu中叭莫，由于代碼實現(xiàn)的不合理導(dǎo)致性能低下且不易被發(fā)現(xiàn)的問題蹈集。

屏幕快照 2017-06-28 下午2.30.00.png

接下來將進(jìn)一步介紹工具等使用，獲取性能相關(guān)的數(shù)據(jù)雇初，以及對這些數(shù)據(jù)的分析拢肆。

*在android studio3.0版本中，Monitor系列工具全新升級為Profiler靖诗，功能更加強(qiáng)大郭怪。

Memory Monitor

內(nèi)存的使用分析，即對其堆的使用刊橘，可以通過Memory Monitor直接獲取.hprof（堆轉(zhuǎn)儲）和.trac文件鄙才。利用這些數(shù)據(jù)確定是否存在內(nèi)存泄漏的問題以及對應(yīng)方法的內(nèi)存占用情況。

*堆轉(zhuǎn)儲

hprof（堆轉(zhuǎn)儲）是應(yīng)用堆中所有對象的快照促绵。

在Memory Monitor中攒庵，有一套完整，高效的內(nèi)存分析工具绞愚，使用也非常簡單叙甸。

1. 在 Memory 監(jiān)視器的頂部，點擊

   Dump Java Heap.

   Android Studio 會創(chuàng)建一個文件名為 application-id_yyyy.mm.dd_hh.mm.hprof 的堆快照文件位衩，在 Android Studio 中打開文件裆蒸，然后將文件添加到 Captures 標(biāo)簽的 Heap Snapshot 列表中。

2. 在 Captures 標(biāo)簽中糖驴，右鍵點擊文件僚祷，然后選擇 Export to standard .hprof佛致。

   在視圖中，你可以查看堆中的使用情況辙谜，也可以方便的查看引用tree俺榆。

3. 使用Analyzer Task工具，點擊運行按鈕獲取堆中存在泄露的Activity装哆，也可以監(jiān)測重復(fù)的String類.型

屏幕快照 2017-06-28 下午3.38.09.png

以未來域為例罐脊，如圖所示，可以迅速的檢測出存在一個內(nèi)存泄漏的對象蜕琴，在MyHouseActivity類中的RetrofitClient對象萍桌，進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)請求，問題在于未在Activity退出的時候進(jìn)行銷毀凌简。

跟蹤內(nèi)存分配

Allocation Tracker（跟蹤內(nèi)存分配）可以讓您更好地了解分配占用內(nèi)存的對象的位置上炎，跟蹤內(nèi)存分配位于哪些線程上，以及內(nèi)存分配來自何處雏搂。

1. 在內(nèi)存監(jiān)視器工具欄中藕施，點擊“Allocation Tracker” 開始內(nèi)存分配。

2. 與您的應(yīng)用交互凸郑。

3. 再次點擊“Allocation Tracker” 停止分配跟蹤裳食。

   Android Studio 會創(chuàng)建一個文件名為 application-id_yyyy.mm.dd_hh.mm.alloc 的分配文件，在 Android Studio 中打開該文件线椰，然后將文件添加到 Captures 標(biāo)簽內(nèi)的 Allocations 列表中胞谈。

4. 在分配文件中，確定您的應(yīng)用中哪些操作可能會引起過多分配憨愉，并確定應(yīng)在應(yīng)用中什么位置嘗試減少分配和釋放資源烦绳。

屏幕快照 2017-06-28 下午4.21.42.png

該圖顯示了未來域的“首頁”模塊中的內(nèi)存發(fā)布，上半部分是線程中方法所占的內(nèi)存比配紫，下部分用圖表來展示對象的內(nèi)存占比径密，圓形弧度越大內(nèi)存占用越大，可以看出躺孝，BGABanner占用了較大比重的內(nèi)存享扔，其原因在于banner中涉及到了大圖以及切換動畫等。

CPU Monitor

android studio提供了一套cup使用追蹤工具CPU Monitor植袍，通過該工具可以實時顯示cup使用使用率惧眠。

am-cpumon2.png

圖中可以看到，cup的使用分為兩種類型

• User：代碼需要系統(tǒng)接口才能服務(wù)硬件和內(nèi)存于个，出現(xiàn)崩潰是可恢復(fù)的氛魁，
• Kernel:可直接訪問硬件和物理內(nèi)存，出現(xiàn)崩潰往往會導(dǎo)致設(shè)備停止運行。

一般情況下我們需要關(guān)注的是User類型秀存，以及進(jìn)行相應(yīng)的代碼調(diào)優(yōu)捶码。

在CPU Monitor中，我們可以獲取.trace（Method Tracer）文件來進(jìn)行性能分析或链。

1. 在CPU Monitor中惫恼，點擊

   Start Method Tracing。

2. 在交互完成后澳盐，再次點擊

   以停止跟蹤祈纯。

此時會生成package_yyyy.mm.dd_hh.mm.ss.trace的文件，Android Studio會默認(rèn)打開該文件洞就，展示入下圖：

屏幕快照 2017-06-28 下午5.06.58.png

圖中給出了方法對應(yīng)的CPU使用時間盆繁。但該工具無法查看方法等調(diào)用棧掀淘，即方法的parent和其child方法旬蟋，同時給的列類型太少，比如realtiem革娄，cputime以及遞歸調(diào)用次數(shù)等等倾贰。因此，我們需要其他的分析工具拦惋，比如Systrace和Traceview

Systrace

Systrace用于UI性能的分析匆浙，通過在瀏覽器中打開trace.html文件可以看到每一幀所執(zhí)行的方法以及需要的時間，是否達(dá)到60的幀率厕妖。

有三種方式可以獲取trace.html：

• 使用SDK中的python腳步

  android4.3+

  $ cd android-sdk/platform-tools/systrace
  $ python systrace.py --time=10 -o mynewtrace.html sched gfx view wm
  

  android4.2-

  $ cd android-sdk/platform-tools/systrace
  $ python systrace.py --set-tags=gfx,view,wm
  $ adb shell stop
  $ adb shell start
  

• 添加代碼塊（android4.3+ only）

  Trace.beginSection() 開始首尼，以 Trace.endSection() 結(jié)束。

• 使用DDMS工具

最終獲取到的以trace.html為結(jié)尾的文件言秸，可直接通過瀏覽器打開

屏幕快照 2017-06-27 下午4.01.50.png

以上是未來域的首頁列表滑動過程的System trace软能。

從圖中，我們可以看到在中間紅框中有多個'F'举畸，在表格里每一個'F'都表示一幀查排，綠色的表示在16ms內(nèi)完成了所有的存在的處理。黃色表示該未在16ms內(nèi)完成處理抄沮，但沒消耗太多時間跋核，可能影響接下來的一幀數(shù)據(jù)。紅色表示性能很差叛买，消耗了過多時間砂代，可能會丟棄接下來的多幀數(shù)據(jù)。

我們可以看到在中間一部分出現(xiàn)了多個黃色和幾個紅色幀率挣，
對于這些出錯幀刻伊，我們可以點擊對應(yīng)的'F'，然后按'M'按鈕可以高亮顯示該幀區(qū)域，查看窗口關(guān)于出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因以及解決建議娃圆。你也可以直接點擊右邊紅框Alerts來查看錯誤的類型玫锋。可以看到存在33個Scheduling delay讼呢。關(guān)于該提示撩鹿，大致是存在需要被處理的特定片段的線程，未及時的被cpu處理悦屏，而導(dǎo)致線程需要更長時間去處理节沦。

我們可以直觀的確定當(dāng)前操作是否存在掉幀的情況，但在trace.html中我們無法定位到特定方法础爬，也看不到具體的執(zhí)行時間甫贯，如果需要進(jìn)一步確認(rèn)出現(xiàn)問題的方法，就需要使用TraceView看蚜。

TraceView

TraceView是一個強(qiáng)大的性能分析工具叫搁，使用該工具加載trace文件，以圖形的形式展示代碼的執(zhí)行時間供炎、次數(shù)及調(diào)用棧渴逻，便于我們分析。

使用TraceView前音诫，我們需要獲取.trace文件惨奕，可以通過以下三種方法獲取：

• 使用代碼塊

  在對應(yīng)的代碼區(qū)間內(nèi)輸入如下代碼塊：

   // start tracing to "/sdcard/calc.trace"
  Debug.startMethodTracing("calc");
  // ...
  // stop tracing
  Debug.stopMethodTracing();
  

• 使用CPU Monitor

  如CPU Monitor段落中的1竭钝，2兩步操作梨撞。

• 使用DDMS工具

獲取到trace文件后，可以在Android Device Monitor中打開香罐，會展示出如下圖表

屏幕快照 2017-06-28 下午11.22.07.png

圖中可按順序分為線程面板1卧波，時間面板2，數(shù)據(jù)分析面板3穴吹。

線程面板展示了在記錄時間區(qū)間內(nèi)活動的線程幽勒，我們可以看到常見的main線程，對應(yīng)的時間面板中港令，有很多色塊組成啥容，這些色塊表示采集過程中方法調(diào)用時間線，每一個色塊代表一個方法顷霹。當(dāng)點擊色塊的時候咪惠，會在數(shù)據(jù)分析面板中顯示對應(yīng)的方法，以及其調(diào)用棧和相關(guān)性能數(shù)據(jù)淋淀。該面板中的列字段大致意義如下：

要定位到問題遥昧，就需要結(jié)合這些數(shù)據(jù)來獲取不同類型的潛在可優(yōu)化的熱點，然后進(jìn)行優(yōu)化，具體可參考TraceView工具的使用中的處理技巧炭臭。

GPU Monitor

GPU Monitor顯示視圖的渲染情況永脓，與直接在手機(jī)開發(fā)者模式中開啟GPU分析視圖一樣。

am-gpumon2.png

每一幀最好的狀態(tài)是保持在綠線以內(nèi)鞋仍。

Network Monitor

在Studio中常摧，通過該工具可以直觀的檢測網(wǎng)絡(luò)的使用情況，及其上傳和下載的流量威创。在Android Studio3.0中的升級版Monitor本中落午，提供了抓包功能！android可以不再需要設(shè)置代理肚豺，使用第三方抓包工具了溃斋！強(qiáng)大！

networkprofiler_2x.png

選擇2區(qū)域進(jìn)行你需要抓包的區(qū)域吸申， 會在3窗口會顯示接受或發(fā)送的文件信息梗劫，包括文件名，大小呛谜，類型在跳，狀態(tài)和時間等信息。點擊3中的鏈接名隐岛，會在4窗口展示更詳細(xì)的信息，可以查看response瓷翻，消息頭等數(shù)據(jù)聚凹。

獲取當(dāng)前top的Activity

linux:

adb shell dumpsys activity | grep "mFocusedActivity"

windows:

adb shell dumpsys activity | findstr "mFocusedActivity"

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