Android UI性能的探雷针——Systrace

关于App UI性能的测试,Android提供了一个原生的工具Systrace,正常渲染FPS一般是在60左右,但是如果有一些代码写的不好,可能会影响到UI的性能,导致界面卡顿,这种问题是最难查的,为什么会卡顿,在哪卡顿,当然你也可以打log看时间,但是毕竟不方便。Systrace是可以解决这个问题的,我在网上查了一下关于Systrace的资料,还是比较少的,也许用的人也少吧。所以本文大部分内容翻译自谷歌官方文档


准备工作

首先如果你要运行Systrace,需要安装Python和Android SDK Tools 20 以上的版本。
同时,现在Systrace只支持Android4.1以上的版本。

开始记录

关于记录有两种方式开启,一种就是使用Python,另外一种就是使用AndroidStudio中的自带插件。
这里有一个问题,我不确认,是否使用AndroidStudio中的自带插件也需要安装Python,因为我的电脑一直安装着这些东西,所以,可以直接运行。

Python 启动

首先命令行切换到Android SDK的platform-tools下,在这个文件夹下有一个systrace文件夹,然后切到这个文件夹下:


在这个文件夹下有一个python脚本,运行即可。

python systrace.py --time=10 -o mynewtrace.html sched gfx view wm

运行规则如下:

参数名 意义
-h,--help 帮助信息
-o 保存的文件名
-t N,--time=N 多少秒内的数据,默认为5秒,以当前时间点往后倒N个时间
-b N,--buf-size=N 单位为千字节,限制数据大小
-k --ktrace= 追踪特殊的方法
-l,--list-categories 设置追踪的标签
-a ,--app= 包名
--from-file= 创建报告的来源trace文件
-e ,--serial= 设备号

标签简写:

简写 全称
gfx - Graphics
input - Input
view - View
webview - WebView
wm - Window Manager
am - Activity Manager
sync - Synchronization Manager
audio - Audio
video - Video
camera - Camera

根据官方文档的意思,这些标签在SDK 17以下需要使用

--set-tags = 

进行添加,SDK18以及更高直接用简写即可,这个标签表示生成性能分析结果中的标签,这个后面再看。

Android Studio启动

打开Android Studio:

Android UI性能的探雷针——Systrace_第1张图片

点击如图所示的标签,打开Android Device Monitor这个界面,在左上角选择如下按钮:


然后进入可视化设置界面:

Android UI性能的探雷针——Systrace_第2张图片

进行设置,点击ok,便可开始记录。

数据分析

我这里将会使用命令行模式进行数据记录。
在记录之前,我先写了一个简单的demo,demo有三个Activity,一个主界面,一个放有listview的Activity,一个放有RecyclerView的Activity(代码很基础我就不贴出来了)
在listview中我加入了1000个Item,每个item中都有文字和图片,RecyclerView也是。特别注意,listview没有做任何优化,因为我们要看的就是不好的效果。我先运行一下程序,然后在命令行中输入如下:

python systrace.py --time=20 -o deep.html -a deep.testsystrace sched gfx view wm

我记录了20秒内的情况,指定包名deep.testsystrace,生成文件deep.html,运行,然后不断滑动listview:
直到记录结束,命令行会有如下提示:

然后我们打开这个文件夹,找到刚才生成的deep.html。

Android UI性能的探雷针——Systrace_第3张图片

打开这个网页:

Android UI性能的探雷针——Systrace_第4张图片

在分析这些数据之前,我们需要先知道一些操作:

Key Description
w Zoom into the trace timeline.
s Zoom out of the trace timeline.
a Pan left on the trace timeline.
d Pan right on the trace timeline.
e Center the trace timeline on the current mouse location.
g Show grid at the start of the currently selected task.
Shift+g Show grid at the end of the currently selected task.
Right Arrow Select the next event on the currently selected timeline.
Left Arrow Select the previous event on the currently selected timeline.

我们在网页中找到我们的工程,deep.testsystrace,但是不知道是不是bug,网页只显示了ep.testsystrace,不过根据pid也可以确认就是我们的应用。
之后我们逐个分析,首先是Frames,即帧数。我们将上图放大(快捷键w):

Android UI性能的探雷针——Systrace_第5张图片

可以看到帧数对应的一行有许多F,各种颜色:
当显示为绿色的时候为正常,红色或者黄色分别对应的等级是e和w,也就是不正常,即达不到60fps的水准。这是我们就可以根据下面的时间分析到底是什么占用的时间了。
首先点击红色即不正常的F:

Android UI性能的探雷针——Systrace_第6张图片

与该帧无关的操作会被置成灰色:

Android UI性能的探雷针——Systrace_第7张图片

然后将其逐渐放大:

Android UI性能的探雷针——Systrace_第8张图片

对比正常的帧,我们可以发现,我们obtainView和inflate调用过多。我们之前说了,listview我们没有做任何优化,每次都会重现建立view,也没有使用viewholder,所以会出现如上结果。如果我们对listview进行了优化呢?我们可以试一下,修改一下adapter的getview,当view为空时再进行创建。然后再次记录数据:

Android UI性能的探雷针——Systrace_第9张图片

我们发现已经没有红色的F了,但是仍有少数黄色的F,我们可以根据分析再次进行优化,加上ViewHolder。这里不再做测试了。
同样我们也可以根据Alert中的提示进行修改,但是感觉提示不能直指原因,还是分析帧数,更容易找到原因。

自定义记录

我们还可以通过Trace.beginSection来记录一些信息,如下代码:

Android UI性能的探雷针——Systrace_第10张图片

Trace.beginSection() 与 Trace.endSection() 之间代码工作会一直被追踪。结果如下,为了查看方便我把结果放大了:


可以以这种方式查看某个程序块的耗时。

总结

用这种方式可以分析出app 卡顿的一些问题的原因,从而进行解决。对于app开发人员,还是掌握较好。
更多的开发知识,可以关注我的公众号:


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