Android 检测应用中的UI卡顿
在做app性能优化的时候，大家都希望能够写出丝滑的UI界面，目前已经有两种比较典型方式来检测了：
- 利用UI线程Looper打印日志
- 利用Choreographer
一，利用loop()中打印的日志
(1)原理
大家都知道在Android UI线程中有个Looper，在其loop方法中会不断取出Message，调用其绑定的Handler在UI线程进行执行。
大致代码如下：
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
final MessageQueue queue = me.mQueue;
//...
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
return;
}
final Printer logging = me.mLogging;
if (logging != null) {
logging.println(">>>>> Dispatching to "
+ msg.target + " " +msg.callback
+ ": " + msg.what);
}
final long traceTag = me.mTraceTag;
if (traceTag != 0 && Trace.isTagEnabled(traceTag)) {
Trace.traceBegin(traceTag,
msg.target.getTraceName(msg));
}
try {
msg.target.dispatchMessage(msg);
} finally {
if (traceTag != 0) {
Trace.traceEnd(traceTag);
}
}
if (logging != null) {
logging.println("<<<<< Finished to "
+ msg.target + " " + msg.callback);
}
//...
}
}上面可知很多时候，我们只要有办法检测：
msg.target.dispatchMessage(msg);
此行代码的执行时间，就能够检测到部分UI线程是否有耗时操作了。可以看到在执行此代码前后，如果设置了logging，会分别打印出>>>>> Dispatching to和<<<<< Finished to这样的log。
我们可以通过计算两次log之间的时间差值，大致代码如下：
public class BlockDetectByLoopPrinter {
public static void start() {
Looper.getMainLooper().setMessageLogging(new Printer() {
private static final String START = ">>>>> Dispatching";
private static final String END = "<<<<< Finished";
@Override
public void println(String x) {
if (x.startsWith(START)) {
LogMonitor.getInstance().startMonitor();
}
if (x.startsWith(END)) {
LogMonitor.getInstance().removeMonitor();
}
}
});
}
}假设我们的阈值是1000ms，当我在匹配到>>>>> Dispatching时，我会在1000ms毫秒后执行一个任务（打印出UI线程的堆栈信息，会在非UI线程中进行）；正常情况下，肯定是低于1000ms执行完成的，所以当我匹配到<<<<< Finished，会移除该任务。
大概代码如下：
public class LogMonitor {
private final static String TAG = LogMonitor.class.getSimpleName();
private static LogMonitor sInstance = new LogMonitor();
private HandlerThread mLogThread = new HandlerThread("log");
private Handler mIoHandler;
private static final long TIME_BLOCK = 1000L;
private LogMonitor() {
mLogThread.start();
mIoHandler = new Handler(mLogThread.getLooper());
}
private static Runnable mLogRunnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
.getThread()
.getStackTrace();
for (StackTraceElement s : stackTrace) {
sb.append(s.toString() + "\n");
}
Log.e(TAG, sb.toString());
}
};
public static LogMonitor getInstance() {
return sInstance;
}
public boolean isMonitor() {
Class handlerClass = null;
try {
handlerClass = Class.forName("android.os.Handler");
.getDeclaredMethod("hasCallbacks", Runnable.class);
method.setAccessible(true);
return (boolean) method.invoke(mIoHandler,mLogRunnable);
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (NoSuchMethodException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InvocationTargetException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
return false;
}
public void startMonitor() {
mIoHandler.postDelayed(mLogRunnable, TIME_BLOCK);
}
public void removeMonitor() {
mIoHandler.removeCallbacks(mLogRunnable);
}
}我们利用了HandlerThread这个类，同样利用了Looper机制，只不过在非UI线程中，如果执行耗时达到我们设置的阈值，则会执行mLogRunnable，打印出UI线程当前的堆栈信息；如果你阈值时间之内完成，则会remove掉该runnable。
（2）测试
用法很简单，在Application的onCreate中调用:
BlockDetectByLoopPrinter.start();即可。
然后我们在Activity里面，点击一个按钮，让睡眠2s，测试下：
findViewById(R.id.nextBtn).setOnClickListener(
new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});运行点击时，会打印出log：
03-12 21:47:11.102 16933-17068/com.example.nickyang.demo1 E/LogMonitor:
java.lang.Thread.sleep(Native Method)
java.lang.Thread.sleep(Thread.java:1031)
java.lang.Thread.sleep(Thread.java:985)
com.example.nickyang.demo1.MainActivity$2
.onClick(MainActivity.java:60)
android.view.View.performClick(View.java:4848)
android.view.View$PerformClick.run(View.java:20300)
android.os.Handler.handleCallback(Handler.java:815)
android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:104)
android.os.Looper.loop(Looper.java:194)
android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:5682)
java.lang.reflect.Method.invoke(Native Method)
java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:372)
com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller
.run(ZygoteInit.java:963)
com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:758)
会打印出耗时相关代码的信息，然后可以通过该log定位到耗时的地方。
二，利用Choreographer
Android系统每隔16ms发出VSYNC信号，触发对UI进行渲染。SDK中包含了一个相关类，以及相关回调。理论上来说两次回调的时间周期应该在16ms，如果超过了16ms我们则认为发生了卡顿，我们主要就是利用两次回调间的时间周期来判断：
大致代码如下：
public class BlockDetectByChoreographer {
public static void start() {
Choreographer.getInstance()
.postFrameCallback(new Choreographer.FrameCallback() {
@Override
public void doFrame(long l) {
if (LogMonitor.getInstance().isMonitor()) {
LogMonitor.getInstance().removeMonitor();
}
LogMonitor.getInstance().startMonitor();
Choreographer.getInstance()
.postFrameCallback(this);
}
});
}
}第一次的时候开始检测，如果大于阈值则输出相关堆栈信息，否则则移除。使用方式和上面的一致。
三，利用Looper机制
先看一段代码：
new Handler(Looper.getMainLooper())
.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {}
}该代码在UI线程中的MessageQueue中插入一个Message，最终会在loop()方法中取出并执行。
假设，我在run方法中，拿到MessageQueue，自己执行原本的Looper.loop()方法逻辑，那么后续的UI线程的Message就会将直接让我们处理，这样我们就可以做一些事情：
public class BlockDetectByLooper {
private static final String FIELD_mQueue = "mQueue";
private static final String METHOD_next = "next";
private static final String METHOD_recycleUnchecked = "recycleUnchecked";
public static void start() {
new Handler(Looper.getMainLooper()).post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Looper mainLooper = Looper.getMainLooper();
final Looper me = mainLooper;
final MessageQueue queue;
Field fieldQueue = me.getClass()
.getDeclaredField(FIELD_mQueue);
fieldQueue.setAccessible(true);
queue = (MessageQueue) fieldQueue.get(me);
Method methodNext = queue.getClass()
.getDeclaredMethod(METHOD_next);
methodNext.setAccessible(true);
Binder.clearCallingIdentity();
for (; ; ) {
Message msg = (Message) methodNext.invoke(queue);
if (msg == null) {
return;
}
LogMonitor.getInstance().startMonitor();
msg.getTarget().dispatchMessage(msg);
Binder.clearCallingIdentity();
Method recycleUnchecked = Message.class.
getDeclaredMethod(METHOD_recycleUnchecked);
recycleUnchecked.setAccessible(true);
recycleUnchecked.invoke(msg);
LogMonitor.getInstance().removeMonitor();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
}其实很简单，将Looper.loop里面本身的代码直接copy来了这里。当这个消息被处理后，后续的消息都将会在这里进行处理。
但是，这种方式中间有变量和方法需要反射来调用，不过不影响查看msg.getTarget().dispatchMessage(msg)执行时间，所以就不要在线上使用这种方式了。
完
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