Android 性能测试工具- Emmagee
备注：个人学习笔记整理，仅供测试同学学习，切莫转载商用，有错误或者更好的方案可以留言，一同进步！
参考学习（因为已经不怎么更新了就不再关注了）：
https://www.cnblogs.com/zhengna/p/9985576.html
https://cloud.tencent.com/developer/article/1451870
https://blog.csdn.net/zd199218/article/details/80698192
https://www.cnblogs.com/QiangWum/p/12516544.html
https://www.cnblogs.com/shouke/p/10157895.html
- Emmagee 简介
- 功能介绍
- 下载与安装
- 使用
- 测试报告
- 实现原理
- 使用场景
一：Emmagee 简介
Emmagee是网易开发的Android性能监测工具，开源
Emmagee主要用于监控单个App的CPU，内存，网络流量，电池电流，启动时间和状态等，且用户可自定义监控的频率以及性能的实时显示，并最终生成一份性能统计文件
二：优缺点
优点：
- 检测应用从启动开始到当前时间消耗的流量数
- 检测当前时间被测应用占用的CPU使用率、总体CPU使用量
- 检测当前时间被测应用占用的内存量、占用的总体内存百分比、剩余内存量
- CSV格式报告，同时存储在手机中
- 在浮窗中可以快速启动或者关闭手机的wifi网络
- 浮动窗口，呈现实时进程状态
- 自定义的收集间隔
缺点：
- Android 5.0及以上版本：不推荐使用getRunningTasks（）和getRunningAppProcesses（），只返回您的应用程序进程，因此无法从Android 5.0获取TopActivity。
- Android 7.0：谷歌限制访问/ proc，也无法从Android 7.0中的TOP命令获取目标应用程序的pid，因此不能支持7.0及以上版本。
- 安卓版本7.0及以上不支持
- 不支持的设备：https://github.com/NetEase/Emmagee/wiki/Some-devices-are-not-supported
我使用遇到的问题：
夜神（安卓版本5.1出现问题兼容性问题）：https://blog.csdn.net/weixin_42717928/article/details/106952200
三：下载与安装
官网：https://github.com/NetEase/Emmagee/releases
点击就安装到我的模拟器了...好吧，点击打开，选中要测试的应用
四：使用
我就很简单，把包拉到模拟器里面安装
打开Emmagee会显示出目前系统已经安装的应用（可在设置中配置间隔）。
选择一个应用之后，点击“开始测试”按钮，Emmagee会自动启动被测应用，并在最上方显示流量、CPU、内存等数据，在该状态下可任意使用被测应用，Emmagee会自动进行相关数据的记录，终止测试之后会生成相应的报告，并保存在Android目录中。
五：测试报告
（1）Emmagee-->设置-->测试报告-->打开。（看的比较难受）
（2）从手机Android目录Emmagee中打开CSV文件。
C:\Users\AUSU>adb shell
root@android:/ # cd data/media/0/Emmagee
root@android:/data/media/0/Emmagee # ls
20200625210355_com.ss.android.ugc.aweme.csv
20200625210447_com.ss.android.ugc.aweme.csv
20200625210503_com.ss.android.ugc.aweme.csvadb pull /data/media/0/Emmagee/20200625232546_com.ss.android.ugc.aweme.csv d:/a
（3）在设置中配置邮箱地址后自动发送到邮箱，在邮箱打开。
我这随便测试了一下抖音，报告如下
| 应用包名 | com.ss.android.ugc.aweme | |||||||||||||
| 应用名称 | 抖音短视频 | |||||||||||||
| 应用PID | 2392 | |||||||||||||
| 机器内存大小(MB) | 3483.5MB | |||||||||||||
| 机器CPU型号 | ARMv7 Processor rev 0 (v7l) | |||||||||||||
| Android系统版本 | 4.4.2 | |||||||||||||
| 手机型号 | SM-N960F | |||||||||||||
| UID | 10028 | |||||||||||||
| 时间 | 栈顶Activity名称 | 应用占用内存PSS(MB) | 应用占用内存比(%) | 机器剩余内存(MB) | 应用占用CPU率(%) | CPU总使用率(%) | cpu0总使用率(%) | cpu1总使用率(%) | 流量(KB) | 电量(%) | 电流(mA) | 温度(C) | 电压(V) | 帧率 |
| 2020/6/25 23:25 | ComponentInfo{com.ss.android.ugc.aweme/com.ss.android.ugc.aweme.splash.SplashActivity} | 121.74 | 3.49 | 2978.24 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3 | 90 | N/A | 42 | 4.4 | 51 |
| 2020/6/25 23:25 | ComponentInfo{com.ss.android.ugc.aweme/com.ss.android.ugc.aweme.splash.SplashActivity} | 127.79 | 3.67 | 2969.45 | 12.12 | 31.5 | 26.13 | 36.95 | 3209 | 90 | N/A | 42 | 4.4 | 55 |
可以将csv数据拷贝到excel中生成图表
数据性能指标：
应用占用内存PSS(MB)：应用当前占内存的大小
应用占用内存比(%)：应用占总内存的百分比
机器剩余内存(MB)：机器当前剩余内存
应用占用CPU率(%)：应用占用总CPU的百分比
CPU总使用率(%)：CPU的总使用率，所有在运行的应用
CPU0-CPU1总使用率（%）：手机是多核的（2核显示cpu0-cpu1，4核显示cpu0-cpu3，10核显示到cpu0-cpu9）
流量(KB)：从检测开始到结束所使用的的流量数
电量(%)：剩余电池的百分比（有误差，测试尽可能关掉其他应用）
电流(mA)：小于0是放电，大于0是充电
温度(C)：手机当前的温度
电压(V)：一般手机锂电池bai的电压都是标3.7V（实际上手机电池(以下均指普通锂电池)满电电压为4.2,电池用到3.4V以下就没多少电了,再低一点就保护了手机就自己关机了）
帧率：不了解
六：实现原理（了解一下）
1：监控CPU
Android系统是基于Linux内核的，所以系统文件的结构和Linux下一样，
系统总体CPU使用信息放在/proc/stat文件下，/proc/cpuinfo文件存放CPU的其它信息，包括CPU名称，直接读取即可。
Emmagee是将选中应用的PID传入，读取/proc/PID/stat文件信息及可获取该PID对应程序的CPU信息。
/proc/stat文件信息：包含系统启动以来的很多系统和内核的统计信息
参数含义（这里以CUP0那行的参数为例子）：
name（CPU0）：名字
user (1883)：从系统启动开始累计到当前时刻，用户态的CPU时间（单位：jiffies） ，不包含nice值为负进程。1jiffies=0.01秒
nice (111)：从系统启动开始累计到当前时刻，nice值为负的进程所占用的CPU时间（单位：jiffies）
system (999)：从系统启动开始累计到当前时刻，内核态时间（单位：jiffies）
idle (22132)：从系统启动开始累计到当前时刻，除硬盘IO等待时间以外其它等待时间（单位：jiffies）
iowait (369)：从系统启动开始累计到当前时刻，硬盘IO等待时间（单位：jiffies）
irrq (0)：从系统启动开始累计到当前时刻，硬中断时间（单位：jiffies）
softirq (71)：从系统启动开始累计到当前时刻，软中断时间（单位：jiffies）
steal（0）：虚拟化环境中运行其他操作系统上花费的时间（自Linux 2.6.11开始）
guest（0）：操作系统运行虚拟CPU花费的时间（自Linux 2.6.24开始）
guest_nice（0）：运行一个带nice值的guest花费的时间（自Linux 2.6.33开始）
其他参数：
intr：系统启动以来的所有中断（interrupts）的次数情况
ctxt: 系统启动以来的CPU上下文切换次数
btime：启动时长(单位:秒)，从Epoch(即1970零时)开始到系统启动所经过的时长，每次启动会改变
此处指为1593156149，转换北京时间为2020/6/26 15:22:29
（可以去https://unixtime.51240.com/玩玩）
processes：系统启动后所创建过的进程数量。当短时间该值特别大，系统可能出现异常
procs_running：处于运行队列（Runnable）状态的进程个数
procs_blocked：处于等待I/O完成的进程个数
/proc/cpuinfo文件信息：
root@android:/proc # cat cpuinfo
processor : 0 //系统中逻辑处理核的编号。对于单核处理器，则默认为是其CPU编号，对于多核处理器则可以是物理核、或者使用超线程技术虚拟的逻辑核
vendor_id : GenuineIntel //CPU制造商
cpu family : 6 //CPU产品系列代号
model : 60 //CPU属于其系列中的哪一代的代号
model name : Intel(R) Core(TM) i5-4200H CPU @ 2.80GHz //CPU属于的名字及其编号、标称主频
stepping : 3 //CPU属于制作更新版本
cpu MHz : 2796.702 //CPU的实际使用主频
cache size : 3072 KB //CPU二级缓存大小
physical id : 0 //单个CPU的标号
siblings : 2 //单个CPU逻辑物理核数
core id : 0 //当前物理核在其所处CPU中的编号，这个编号不一定连续
cpu cores : 2 //该逻辑核所处CPU的物理核数
apicid : 0 //用来区分不同逻辑核的编号，系统中每个逻辑核的此编号必然不同，此编号不一定连续
initial apicid : 0
fdiv_bug : no
hlt_bug : no
f00f_bug : no
coma_bug : no
fpu : yes //是否具有浮点运算单元（Floating Point Unit）
fpu_exception : yes //是否支持浮点计算异常
cpuid level : 13 //执行cpuid指令前，eax寄存器中的值，根据不同的值cpuid指令会返回不同的内容
wp : yes //表明当前CPU是否在内核态支持对用户空间的写保护（Write Protection）
flags : fpu vme...... //当前CPU支持的功能
bogomips : 5593.40 //在系统内核启动时粗略测算的CPU速度（Million Instructions Per Second）
clflush size : 64 //每次刷新缓存的大小单位
cache_alignment : 64 //缓存地址对齐单位
address sizes : 39 bits physical, 48 bits virtual //可访问地址空间位数
power management: //对能源管理的支持
2：监控内存的实现原理
内存和cpu的处理方式类似。先获取到当被测应用的PID，然后按照PID从 /proc/meminfo文件中获取当前被测应用占用的内存信息。/proc/meminfo文件信息
[root@realhost /]# cat /proc/meminfo
MemTotal: 688576 kB 总内存
MemFree: 153736 kB 空闲内存
MemAvailable: 339884 kB 可用内存
Buffers: 16 kB 给文件的缓冲大小
Cached: 267672 kB 高速缓冲存储器
SwapCached: 36 kB 被高速缓冲存储用的交换空间的大小
Active: 222900 kB 活跃使用中的高速缓冲存储器页面文件大小
Inactive: 123700 kB 不经常使用中的告诉缓冲存储器文件大小
Active(anon): 31800 kB 活跃的匿名内存（进程中堆上分配的内存,是用malloc分配的内存）
Inactive(anon): 57272 kB 不活跃的匿名内存
Active(file): 191100 kB 活跃的file内存，//file内存：磁盘高速缓存的内存空间和“文件映射(将物理磁盘上的文件内容与用户进程的逻辑地址直接关联)”的内存空间，其中的内容与物理磁盘上的文件相对应
Inactive(file): 66428 kB 不活跃的file内存
Unevictable: 0 kB 不能被释放的内存页
Mlocked: 0 kB mlock()系统调用锁定的内存大小
SwapTotal: 2097148 kB 交换空间总大小
SwapFree: 2096884 kB 空闲交换空间
Dirty: 0 kB 等待被写回到磁盘的大小
Writeback: 0 kB 正在被写回的大小
AnonPages: 78876 kB 未映射页的大小
Mapped: 28556 kB 设备和文件映射大小
Shmem: 10160 kB 已经被分配的共享内存大小
Slab: 102916 kB 内核数据结构缓存大小
SReclaimable: 49616 kB 可收回slab的大小
SUnreclaim: 53300 kB 不可回收的slab的大小
KernelStack: 4416 kB kernel消耗的内存
PageTables: 6028 kB 管理内存分页的索引表的大小
NFS_Unstable: 0 kB 不稳定页表的大小
Bounce: 0 kB 在低端内存中分配一个临时buffer作为跳转，把位于高端内存的缓存数据复制到此处消耗的内存
WritebackTmp: 0 kB USE用于临时写回缓冲区的内存
CommitLimit: 2441436 kB 系统实际可分配内存总量
Committed_AS: 308028 kB 当前已分配的内存总量
VmallocTotal: 34359738367 kB 虚拟内存大小
VmallocUsed: 179588 kB 已经被使用的虚拟内存大小
VmallocChunk: 34359310332 kB malloc 可分配的最大的逻辑连续的内存大小
HardwareCorrupted: 0 kB 删除掉的内存页的总大小(当系统检测到内存的硬件故障时)
AnonHugePages: 6144 kB 匿名 HugePages 数量
CmaTotal: 0 kB 总的连续可用内存
CmaFree: 0 kB 空闲的连续内存
HugePages_Total: 0 预留HugePages的总个数
HugePages_Free: 0 池中尚未分配的 HugePages 数量
HugePages_Rsvd: 0 表示池中已经被应用程序分配但尚未使用的 HugePages 数量
HugePages_Surp: 0 这个值得意思是当开始配置了20个大页，现在修改配置为16，那么这个参数就会显示为4，一般不修改配置，这个值都是0
Hugepagesize: 2048 kB 每个大页的大小
DirectMap4k: 108416 kB 映射TLB为4kB的内存数量
DirectMap2M: 940032 kB 映射TLB为2M的内存数量
DirectMap1G: 0 kB 映射TLB为1G的内存数量参考文章：http://linuxperf.com/?P=142
3：监控流量消耗的实现原理
系统中有存放整体流量和针对当程序的流量统计，
/proc/net/dev和/proc/uid_stat/UID下存放tcp_rcv和tcp_send文件，分别存放下行流量和上行流量，操作前后相减就得出结果 。
4：监控电量的实现原理
电量、电压和温度情况是通过监听系统的电池管理事件的广播来获取的。
5：监控启动时间的实现原理
我们点击界面的开始测试时，程序会启动EmmageeService，之后所有的数据统计以及更新都是EmmageeService 进行处理的。
EmmageeService会在onStartCommand（）里面启动一个线程“handler.postDelayed(task, 1000)”，
进行数据的更新同时会尝试通过ActivityManger从logcat中获取到软件的启动时间。
七：使用场景
例子1：app首次启动的相关性能状态
场景描述：点击app，启动app直到出现app主页面。
测试操作：
1.打开Emmagee
2.选择app，点击“开始测试”，出现主页面后，点击“停止测试”
3.用手机清理软件，清理“被测app”。
4.重复步骤2数据分析：
实践中发现启动耗时经常是获取不到的
解决方法：设置采集频率的时间为最小值，比如1s，这样Emmagee就可以根据测试报告中，“时间”一栏大致统计出这个功能的耗时情况。
可以根据多次的测试数据，求出各类数据的“均值”，“峰值”
例子2：app二次启动的相关性能状态
场景描述：点击app，启动app直到出现app主页面，退出app
测试操作：
1.打开Emmagee
2.选择app，点击“开始测试”，出现主页面后，退出app，点击“停止测试”
3.重复步骤2
例子3：测试某个流程，目的在于找出性能“瓶颈”
针对某个业务流，做一个完整的业务过程的操作
根据测试生成的.csv文件，绘制相关数据的曲线图，查看曲线变化--平稳？起伏不定？还是“峰回路转”？如果不是很平稳，则说明性能上可能存在瓶颈，需要进一步分析是那个操作步骤中出现的