性能測試-流暢度指標(biāo)捞高、數(shù)據(jù)的獲取

? ? ? ? 上節(jié)我們談到流暢度作為用戶能夠直觀感受到Android系統(tǒng)性能高低的方面,主要可以包括launcher中待機界面的滑動流暢度试躏、主菜單界面界面滑動的流暢度猪勇、待機界面和主菜單界面切換的流暢程度;還有就是在橫豎屏切換的流暢度颠蕴,應(yīng)用方面主要就是應(yīng)用打開的響應(yīng)時間泣刹,使用過程中的流暢度,中斷切換重新進入等方面的流暢度犀被。

? ? ? ? 這段時間主要收集了一些現(xiàn)有資料椅您,流暢度中指標(biāo)主要是(FPS:系統(tǒng)合成幀率、Aggregate frame stats:應(yīng)用跳幀次數(shù)寡键、幅度掀泳、Jankiness count:(估算)應(yīng)用跳幀次數(shù)、Max accumulated frames:(估算)應(yīng)用跳幀幅度西轩、Frame rate:應(yīng)用繪制幀率员舵、SM:應(yīng)用繪制輪詢頻率、Skipped frames:應(yīng)用跳幀次數(shù)藕畔、幅度)马僻,局限于本人的知識水平,探究分析將主要針對于FPS方面的數(shù)據(jù)注服,后續(xù)將繼續(xù)補充~

? ? ? ? 針對于launcher模塊韭邓,初步我們收集了界面滑動和切換界面的響應(yīng)時間,工具主要用的是高速攝像機(120幀/s)溶弟,這樣每個場景嘗試收集了5組數(shù)據(jù)女淑,除去一組最大值和最小值,最終的三組求平均值即為該場景的響應(yīng)時間辜御,這種方式所測量的方法很大程度上依靠于個人的主管程度和測量時所理解的開始時間和結(jié)束時間鸭你,需要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)開始時間后這樣測出的響應(yīng)時間和競品的數(shù)據(jù)才有可比性和可分析性;

? ? ? ? 對于FPS數(shù)據(jù)的采集擒权,第一我們采用的是adb命令行的方式苇本,主要使用的命令行包括adb shell dumpsys gfxinfo package_name >FPS.txt 這條命令主要采集的是近128幀數(shù)據(jù)的渲染時間,每一幀數(shù)據(jù)包括有draw prepared process execute這四部分菜拓,之前可能只有三部分?jǐn)?shù)據(jù)一幀瓣窄,目前新添加上數(shù)據(jù)prepared數(shù)據(jù),分別代表的含義包括:

? ? ? ? Draw(藍(lán))表示View.onDraw()方法的耗時,這部分主要是建立DisplayList對象用的纳鼎,這些對象將會被轉(zhuǎn)化成OpenGL命令俺夕,GPU只能讀懂OpenGL命令裳凸。如果這個地方耗時比較大,說明視圖比較復(fù)雜劝贸。藍(lán)色區(qū)域代表的時間姨谷,是創(chuàng)建DisplayList對象的時間。

? ? ? ? Prepared(紫)5.1以后將UI Thread線程所做的事分成了2個線程來做:UI Thread和Render Thread映九。新加的Render Thread線程會將Draw過程生成的DisplayList對象轉(zhuǎn)化成為OpenGL的命令梦湘,然后發(fā)送給GPU,這個時候UI Thread可以空閑下來處理下一個frame的數(shù)據(jù)件甥。如果傳送的資源過多的話這個地方耗時就比較大捌议。紫色區(qū)域代表的時間就是UI Thread傳送數(shù)據(jù)給Render Thread所用的時間。

? ? ? Process(紅)紅色區(qū)域代表創(chuàng)建OpenGL命令的時間引有,表示渲染引擎執(zhí)行顯示列表所花的時間瓣颅,view越多,時間就越長譬正。

? ? ? Execute(黃)黃色區(qū)域代表發(fā)送OpenGL命令給GPU所用的時間宫补,表示把一幀數(shù)據(jù)發(fā)送到屏幕上排版顯示實際花費的時間。其實是實際顯示幀數(shù)據(jù)的后臺緩存區(qū)與前臺緩沖區(qū)交換后并將前臺緩沖區(qū)的內(nèi)容顯示到屏幕上的時間曾我。所以這個時間粉怕,一般都很短。

? ? ? 一般我們將這四部分時間相加時間小于16ms定義為流暢幀抒巢,因為這樣一秒時間內(nèi)才能繪制出60幀以上贫贝,達(dá)到流暢的程度;若一幀渲染時間超過了16ms虐秦,這時就會出現(xiàn)丟幀的現(xiàn)象平酿,也就是我們撤镉牛看到的卡頓悦陋;具體進程的分析我們將用到traceview來分析個進程中方法的調(diào)用是否超時或調(diào)用次數(shù)(遞歸次數(shù))過多影響渲染時間,此工具數(shù)據(jù)分析待以后詳解筑辨;

? ? ? ? 第二種數(shù)據(jù)獲取的命令方式為adb shell dumpsys Surface Flinger --latency Package_name >FPS.txt 這種方式我們獲取 的128幀數(shù)據(jù)(第一行為刷新周期)俺驶,其余127幀數(shù)據(jù)分為三部分,每一列代表一部分:

? ?第一列:這一部分的數(shù)據(jù)表示應(yīng)用程序繪制圖像的時間點棍辕。

? 第二列:這一部分代表的是在SF(軟件)將幀提交給H/W(硬件)繪制之前的垂直同步時間暮现。

? 第三列:SF將幀提交給H/W的時間點,是H/W接受完SF發(fā)來數(shù)據(jù)的時間點楚昭,繪制完成的時間點栖袋。

? ? ? ?當(dāng)渲染時間大于16.67,按照垂直同步機制抚太,該幀就已經(jīng)渲染超時 塘幅;那么昔案,如果它正好是16.67的整數(shù)倍,比如66.68电媳,則它花費了4個垂直同步脈沖踏揣,減去本身需要一個,則超時3個匾乓;?如果它不是16.67的整數(shù)倍捞稿,比如67,那么它花費的垂直同步脈沖應(yīng)向上取整拼缝,即5個娱局,減去本身需要一個,即超時4個珍促,可直接算向下取整 铃辖;

? ? ? ?最后的計算方法思路: 執(zhí)行一次命令,總共收集到了m幀(理想情況下m=128)猪叙,但是這m幀里面有些幀渲染超過了16.67毫秒娇斩,算一次jank,一旦jank穴翩, 需要用掉額外的垂直同步脈沖犬第。其他的就算沒有超過16.67,也按一個脈沖時間來算(理想情況下芒帕,一個脈沖就可以渲染完一幀)?

所以FPS的算法可以變?yōu)椋?m / (m + 額外的垂直同步脈沖) * 60歉嗓;

? ? ? ?通過這條命令我們所獲取到的數(shù)據(jù)計算出幀率,這個應(yīng)是硬件層面背蟆,也就是顯示層面的刷新幀率鉴分,這與幀率之間存在著一定區(qū)別:

? ? ? ?刷新幀率:顯卡渲染出多幀圖像,是需要顯示設(shè)備呈現(xiàn)在我們面前的带膀。這個顯示設(shè)備就是我們熟知的顯示器志珍。顯示器有一個概念叫做刷新率(Windows系統(tǒng)在控制面板,顯示里設(shè)置)垛叨,是指在1秒內(nèi)伦糯,重新刷新屏幕的次數(shù)。

? ? ? 幀率:幀率是用來衡量顯卡渲染能力的一個指標(biāo)嗽元。顯卡在處理圖像數(shù)據(jù)時敛纲,性能越強的顯卡,在均等時間內(nèi)(比如1秒)剂癌,渲染出的靜態(tài)圖像的數(shù)量(這一幅靜態(tài)圖像就稱為一幀)淤翔。

? ? ? 顯示器的刷新一幀后就會產(chǎn)生一個垂直同步信號。當(dāng)我們選擇“垂直同步”(即打開垂直同步)時佩谷,顯卡在渲染每一幀之前會等待垂直同步信號旁壮,只有顯示器完成了一次刷新時辞做,發(fā)出垂直同步信號,顯卡才會渲染下一幀寡具。這種情況下秤茅,顯卡的渲染能力會受到顯示器刷新率的制約。如果顯示器刷新率是60Hz童叠,顯卡幀率最多只會達(dá)到60框喳。

? ? ? ?最終,我們可以通過py腳本厦坛,可視化的窗口形式直觀的顯示出來五垮,流暢度的評分可以考慮幾個層面包括FPS,MFS杜秸,OKT放仗,F(xiàn)rame,這樣各指標(biāo)所占一定比例得出的SS評分更為客觀評價撬碟;數(shù)據(jù)整理和分析見下回分解诞挨。

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