Android Profiler 简介和实践入门——CPU

概述：

Android Studio 3.0及更高版本中的Android Profiler窗口取代了 Android Monitor工具。这些分析工具为应用程序的CPU，内存和网络活动提供实时数据，可以执行基于样本的方法跟踪来计算代码执行时间，捕获堆转储，查看内存分配以及检查网络传输文件的详细信息，此工具集成的调试功能大大的提高了开发效率，方便发现代码中存在的耗时和内存问题，相信使用过的同学都深有体会，本文结合具体示例讲解此工具的使用，旨在对Android Profiler 的使用入门

Android Profiler简介

• 打开Android Profiler ：单击视图>工具窗口> Android Profiler（您也可以单击 工具栏中的Android Profiler ）
• 调试窗口介绍

1. 为要选择调试的设备
2. 要调试的进程
3. 窗口时间线的缩放按钮
4. 实时更新的开关按钮
5. 显示活动状态，用户输入事件和屏幕旋转事件的事件时间线 

CPU调试工具

     衡量一个程序的用户体验，很大的成都取决与应用的响应速度和体验的流畅度，而CPU的使用率验证影响着产品的性能，cpu使用率越高，程序越容易出现卡顿的想象，且耗电量也会增加，这种情况在老得机型上会显得更加严重，所以最大限度地减少应用程序的CPU使用率有许多优点，例如提供更快，更流畅的用户体验，以及保持设备电池寿命。

• 操作窗口介绍

 

1. 事件时间轴：显示应用在其生命周期中的不同状态转换时的活动，并指示用户与设备的交互，包括屏幕旋转事。
2. CPU时间线：显示应用程序的实时CPU使用率 - 占总可用CPU时间的百分比 - 以及应用程序使用的线程总数。时间线还显示其他进程（例如系统进程或其他应用程序）的CPU使用情况，因此您可以将其与应用程序的使用情况进行比较。您可以通过沿时间轴的水平轴移动鼠标来检查历史CPU使用率数据
3. 线程活动时间轴：列出属于您的应用程序进程的每个线程，并使用下面列出的颜色在时间轴上指示它们的活动。记录方法跟踪后，可以从此时间轴中选择一个线程，以在跟踪窗格中检查其数据。
   绿色：线程处于活动状态或准备使用CPU。也就是说，它处于“运行”或“可运行”状态。
   黄色：线程处于活动状态，但它正在等待I / O操作，例如磁盘或网络I / O，然后才能完成其工作。
   灰色：线程处于休眠状态，不消耗任何CPU时间。当线程需要访问尚不可用的资源时，有时会发生这种情况。线程进入自愿休眠状态，或者内核将线程置于休眠状态，直到所需资源可用。

记录并检查方法

• 点击录制按钮开始录制--》开始交互--》点击录制按钮结束录制

检查跟踪信息

• 使用callChart 查看

 

1. 上述D方法中调用顺序 ： 方法D调用 B、C     方法B中调用C
2. 所以方法D的执行时间（图标的长度）为 ：B的时间 +  C的时间  + D自身的时间

• 使用Flame Chart查看

“ Flame Chart”选项卡提供反向调用图表，用于聚合相同的调用堆栈，也就是说，收集调用栈相同的方法并将其累计为火焰图中的一个较长的条，图中B1、B2、B3的调用顺序为一样，都为方法D调用则 B1、B2、B3聚合，同理C1和C3聚合

 

此时对应的 Flame Chart 为

 

• Top Down 和 Bottom Up

“ Top Down”选项卡提供以下信息，以帮助描述在每个方法调用上花费的CPU时间（时间也表示为线程在所选时间范围内的总时间的百分比）：

• Self：方法调用执行自己的代码而不是其callees的时间
• 子项：方法调用执行其被调用者而不是自己的代码所花费的时间
• 总计：方法的自己和chi l d时间的总和

到此CPU的使用方式和查看跟踪信息介绍完毕，下面我们用一个简单的示例来使用CPU调试，在一个方法中调用三个耗时方法，分别睡眠2秒、2秒和4秒，程序代码如下：

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    super.onCreate(savedInstanceState)
    setContentView(R.layout.activity_main)
    Debug.startMethodTracing("MemoryTest")
    tvHello.setOnClickListener { prepare() }
}
private fun prepare() {
    prepareFirst()
    prepareSecond()
    prepareThird()
}
private fun prepareFirst() {
    Thread.sleep(2000)
}
private fun prepareSecond() {
    Thread.sleep(2000)
}
private fun prepareThird() {
    Thread.sleep(4000)
}
override fun onDestroy() {
    super.onDestroy()
    Debug.stopMethodTracing()
}

• 点击录制按钮开始录制（或直接在CPU模块选择时间），点击界面中的按钮调用3个睡眠方法，在收集数据结束后会弹出分析结果，下面使用四种方式查看堆栈信息

 

• callChart 查看

此处看出prepareFirst（）、prepareSecond（）、prepareThird（）的3个方法运行时间相加即为prepare（）的执行时间

• Flame Chart

• Top Down ：从上到下的查找耗时方法

从上图可以看出三个睡眠方法的执行时间分别为 2、2、4秒

• Bottom Up ： 可以直接查看到每个方法的耗时情况

Bottom Up 方法中更容易直接看出是 sleep（）睡眠了8秒调用的分别为3个prepare（）方法，至此四个查看跟踪信息的方法介绍完毕，按照此方法可轻易的查处每个方法的执行时间，进而找到耗时的方法并解决。既然本次的示例代码中调用了 Debug类的startMethodTracing()方法，此方法会生成相应的trace文件，下面就接着讲以下另外两种查看跟踪信息的方法，相信这两个方法大家都用过，此处就当温习以下

• Android Studio 直接查看.trace文件

   1、使用Debug类的startMethodTracing()方法，运行程序会在~/sdcard/ 目录中生成相应的.trace文件

   2、在 Device File Explorer 打开窗口，找到对应的trace文件，双击即可打开

上述信息中，可以直接看出3个方法的耗时时间

• 使用TraceView查看

     1、点击File -> Open 选择要查看的trace文件即可打开

      2、 点击按照 Excl Real Time 从大到小排序，看出是Thread.sleep()方法耗时

     3、点击相应的 parent 和 child 查找耗时的方法

好了，新旧查看方法都以介绍完毕，示例虽然简单但却能显示整个查找耗时操作的执行顺序，希望有所帮助