Android性能优化——卡顿优化

一、卡顿产生的原因

卡顿产生的原因错综复杂，代码，内存，绘制，IO 等都有可能导致卡顿
线上问题不易复现，和当时的场景强相关

二、卡顿优化的工具

CPU profiler 

• 图形的形式展示执行时间、调用栈等
• 信息全面，包含所有线程
• 运行时开销严重，整体都会变慢

使用方式

• Debug.startMethodTracing ("");
• Debug.stopMethodTracing();
• 生成文件在sd卡：Android/data/packagename/files

Systrace

• 监控和跟踪Api调用、线程运行情况，生成Htr l报告
• API 18以上使用，推荐TraceCompat

使用方式

• python systrace.py -t 10 [other-options] [categories]
• https://developer.android.com/studio/command-line/systrace#command_options

Systrace优点

• 轻量级，开销小
• 直观反映CPU利用率

StrictMode

• 严苛模式，Android提供的一种运行时检测机制
• 方便强大，容易被忽视
• 包含：线程策略和虚拟机策略检测

三、线程策略

• 自定义的耗时调用：detectCustomSlowcallsQ
• 磁盘读取操作：detectDiskReads
• 网络操作：detectNetwork

四、虛拟机策略

•  Activity泄露，detectActivityLeaks0
• Sqlite对象泄露，detectLeakedsqlLiteobjects
• 检测实例数量，setClassinstanceLimito

五、自动化卡顿检测方案及优化

方案原理

• 消息处理机制 ，一个线程只有一个Looper
• mLogging对象在每个message处理前后被调用
• 主线程发生卡顿，是在dispatchMessage执行耗时操作

具体实现

• Looper.getMainLooper().setMessageLogging();
• 匹配>>>>>Dispatching,國值时间后执行任务(获取堆栈）
• 匹配<<<<

AndroidPerformanceMonitor

• 非侵入式的性能监控组件 ，通知形式弹出卡顿信息
• com.github.markzhai:blockcanary-android
• https://github.com/markzhai/AndroidPerformanceMonitor

方案总结

•  非侵入性
• 方便准确，可以定位到代码某一行

问题

•  确实卡顿了，但卡顿堆栈可能不太准确
• 和OOM 一样最后的堆栈只是表象，不是真正问题

优化
  获取监控周期内的多个堆栈，而不仅是最后一个

• startMonitor
• 高频采集堆栈
• endMonitor
• 记录多个堆栈 
• 上报

海量卡顿堆处理

•  高频卡顿上报量太大，服务端有压力
• 分析：一个卡顿下多个堆栈大概率有重复
• 解决：对一个卡顿下堆栈进行hash排重，找出重复的堆栈
• 效果：极大的减少展示量同时更高效找到卡顿堆栈

ANR介绍

• KeyDispatch Timeout, 5s. 按键或者触摸事件在特定的内没有完成
• BroadcastTimeout ，前台10s，后台60s
• Service Timeout，前台20s，后台200s

具体的定义在ActivityServiceManager 

ANR执行流程

• 进程接收异常终止信号，开始写入进程ANR信息，当时的场景，包含了所有的堆栈信息以及CPU IO的使用情况等
• 弹出ANR提示框 （Rom表现不一）提示用户是选择关闭还是继续等待，这个提示框也是不一定会弹的，有些手机厂商会默认取消掉这个提示框，以免有个不好的用户体验

ANR解决套路

• adb pull data/anr/traces.txt 存储路径
• 详细分析：CPU、死锁

ANR 的提示框的弹出肯定要比特定的时间早就，写入信息也需要时间

举例：
wait to lock 等待一把锁
held by thread xxx 被这个线程所持有
一个线程在等一把锁，而这个锁被另一个线程持有

线上ANR监控方案

• 通过Fileoberver监控文件变化，但是高版本权限问题，监控不到这个文件的变化

ANR-WatchDog

• 描述：非侵入式的ANR监控组件
• 依赖方式：com.github.anrwatchdog:anrwatchdog:1.3.0
• 项目地址：https://github.com/SalomonBrys/ANR-WatchDog

原理

• start 这个线程就开始工作
• post 消息改值，通过主线程的handler post 一个消息，做的操作是在主线程中对一个值做一个加1的操作
• sleep post 完成之后这个线程会sleep 一段时间检测是否修改，如果被修改，证明在主线程中执行了这个Message ，也就是主线程没有发生卡顿，没有发生修改证明主线程被卡顿着判断ANR 发生，然后抛出一个异常如果每次ANR以后App 都崩溃掉了，用户体验就更差，可以自己开始实现一个ANRwatchListener 可以对ANR 事件进行一个处理，复写listener 拿到堆栈信息，上报到云端