性能优化专题十三--BlockCanary简析

Looper 提供的机制

先看看我们熟悉的 Looper 的源码，里面实现的功能就是不断地从 MessageQueue 里面取出 Message 对象，并加以执行。

for (;;) {
    Message msg = queue.next(); // might block
    if (msg == null) {
        // No message indicates that the message queue is quitting.
        return;
    }

    // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
    Printer logging = me.mLogging;
    if (logging != null) {
        logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
                msg.callback + ": " + msg.what);
    }

    msg.target.dispatchMessage(msg);

    if (logging != null) {
        logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
    }

    // ignore some code...

    msg.recycleUnchecked();
}

注意到，在 dispatchMessage 的前后，分别有两个 log 的输出事件，而 dispatchMessage 就是线程上的一次消息处理。如果两次消息处理事件，都超过了 16.67ms, 那就一定发生了卡顿，这也是 BlockCanary 的基础原理。

BlockCanary 实现了 Printer，我们看看具体的实现。

class LooperMonitor implements Printer {
  @Override
  public void println(String x) {
      if (!mPrintingStarted) {
          mStartTimestamp = System.currentTimeMillis();
          mStartThreadTimestamp = SystemClock.currentThreadTimeMillis();
          mPrintingStarted = true;
          startDump();
      } else {
          final long endTime = System.currentTimeMillis();
          mPrintingStarted = false;
          if (isBlock(endTime)) {
              notifyBlockEvent(endTime);
          }
          stopDump();
      }
  }

  private boolean isBlock(long endTime) {
      return endTime - mStartTimestamp > mBlockThresholdMillis;
  }

  // ignore other codes...
}

这里实现了 println 方法，而 Looper 中也调用了 println 方法，而且在除非 dump 日志的情况下，也只有在事件消息前后进行 println 操作。换而言之，我们可以初步认为两个 println 调用之间的时间超过 16.67ms 就证明了卡顿。上面的代码也非常地清晰明了说明了这点。

输出堆栈

在发现卡顿时，还需要提供当前线程的堆栈，这样才能方便开发人员知晓在哪里发生了卡顿，而 Java 刚好也提供了类似的机制，代码也非常的简单。

@Override
protected void doSample() {
    StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();

    for (StackTraceElement stackTraceElement : mCurrentThread.getStackTrace()) {
        stringBuilder
                .append(stackTraceElement.toString())
                .append(BlockInfo.SEPARATOR);
    }

    synchronized (sStackMap) {
        if (sStackMap.size() == mMaxEntryCount && mMaxEntryCount > 0) {
            sStackMap.remove(sStackMap.keySet().iterator().next());
        }
        sStackMap.put(System.currentTimeMillis(), stringBuilder.toString());
    }
}

BlockCanary 的原理简介就到这里，还是比较轻松和简单的。

BlockCanary卡顿检测流程图

BlockCanary启动一个线程负责保存UI线程当前堆栈信息，将堆栈信息以及CPU信息保存分别保存在 mThreadStackEntries和mCpuInfoEntries中，每条信息都以时间撮为key保存。

BlockCanary注册了logging来获取事件开始结束时间。如果检测到事件处理时间超过阈值（默认值1s），则从mThreadStackEntries中查找T1~T2这段时间内的堆栈信息，并且从mCpuInfoEntries中查找T1~T2这段时间内的CPU及内存信息。并且将信息格式化后保存到本地文件，并且通知用户。

https://lrh1993.gitbooks.io/android_interview_guide/content/java/concurrence/thread-pool.html