Systrace UI性能分析工具

在开发应用时，需要确保UI交互顺滑，有60fps的帧率。如果出现了丢帧现象，解决问题的第一步是弄清楚系统都做了什么。

Systrace工具可以收集和检查所有进程的时序信息，展示什么地方在占用CPU，以及每个进程和线程每个时间段在做什么。它也会检查捕获到的trace信息，高亮显示发现的问题。

概述

Systrace帮助你分析应用如何在Android设备上运行。它将系统线程和应用线程的执行放在同一时间线上。要使用Systrace分析应用，你首先需要收集trace日志。

图1 Systrace信息

图1展示了捕获到的5s时长的滑动一个性能不太好的app的trace信息。默认会显示一个缩小的视图。横坐标是时间，纵坐标是分组进程信息，进程内部按照线程分组。

分组的顺序是Kernel，SurfaceFlinger，接下来是各个应用，以包名为标签。每个应用程序进程包含每个线程所包含的所有trace标记，包括基于启用trace类别的高级trace事件的层次结构。

生成trace

生成trace有两个条件：

• Android系统最低为4.1（API 16）
• 有root权限

生成trace可以使用命令行或者从IDE启动。

命令行生成trace

命令行的方式在4.2和4.3系统上是不同的。

在Android 4.3（API 18）及以上系统生成trace

步骤：

• 确保连接了设备并开启了debug模式
• 运行trace，比如：

$ cd android-sdk/platform-tools/systrace
$ python systrace.py --time=10 -o mynewtrace.html sched gfx view wm

• 在设备上执行你想观察的动作。

详细的参数信息，参照https://developer.android.google.cn/studio/profile/systrace-commandline.html#options-4.3

在Android 4.2（API 17）及以上系统生成trace

见https://developer.android.google.cn/studio/profile/systrace-commandline.html#options-pre-4.3

Android Studio生成trace

1. 连接设备
2. 在Android Studio中打开应用，并在设备中运行。
3. 在Android Studio中打开Android Device Monitor：Tools -> Android -> Android Device Monitor，
   
   

   图2

4. 然后选中DDMS标签。点击左侧你要追踪的应用，然后点击Systrace按钮：

   
   
   

   图3

5. 在弹出的窗口中，配置你的设置:

   
   
   

   图4
   • Destination File：trace文件的保存位置
   • Trace duaration：默认5s，推荐30s。
   • Trace Buffer Size：trace大小
   • Enable Application Traces from：选择你的应用
   • Select tags to enable：至少选择一个追踪标记。
6. 点击OK开启trace
7. 操作你的应用
8. trace结束后，会自动返回到Android Device Monitor。

trace分析

生成trace后，使用浏览器打开trace文件。

帧检测

以下图为例：

图5

每个渲染帧的应用都会展示一行帧的圆圈（F圆圈），典型的是绿色的。黄色和红色的圆圈表示该帧的渲染时间超过了16.6s。

你可以用鼠标点选每一帧来高亮显示该帧，或者点选帧内的元素，最下面的窗口会显示一些详细信息。

查看警告

Systrace会自动分析trace，并高亮性能问题作为警告，对处理方式提出建议。

图6

如上图所示，在你选择了一个耗时较长的帧后，一个警告会显示出来。查看警告的描述，对查找问题很有帮助。上述表示Adapter的getView方法可能做了太多的工作。

你也可以点击右侧的Alerts标签来查看trace中所有的警告：

图7

快捷键

键	描述
w	放大
s	缩小
a	左移
d	右移
e	定位到中间位置
g	显示网格线
←	选择上一个
→	选择下一个

trace代码

框架定义的trace标记并不适用所有的情况，所以你可能需要添加你自己的标记。在Android 4.3(API18)以上的系统，你可以使用Trace类的方法来添加标记。这可以帮助你弄清楚应用的线程在每个时间段做了什么。

public class MyAdapter extends RecyclerView.Adapter {

    ...

    @Override
    public MyViewHolder onCreateViewHolder(ViewGroup parent, int viewType) {
        Trace.beginSection("MyAdapter.onCreateViewHolder");
        MyViewHolder myViewHolder;
        try {
            myViewHolder = MyViewHolder.newInstance(parent);
        } finally {
            Trace.endSection();
        }
        return myViewHolder;
    }

   @Override
    public void onBindViewHolder(MyViewHolder holder, int position) {
        Trace.beginSection("MyAdapter.onBindViewHolder");
        try {
            try {
                Trace.beginSection("MyAdapter.queryDatabase");
                RowItem rowItem = queryDatabase(position);
                mDataset.add(rowItem);
            } finally {
                Trace.endSection();
            }
            holder.bind(mDataset.get(position));
        } finally {
            Trace.endSection();
        }
    }

…

}

注意：

• begin和end是成对出现的。
• begin和end必须在同一线程内。
• try...catch块中，确保end在finally中。

在测试应用性能时，应该打开应用级trace，即使你没有自己添加标记。很多库，比如RecyclerView，包含了一些trace标记，可以提供很多有用的信息

**注：本文翻译自Google官方文档。