四. Android 卡顿优化

1. 工具选择

CPU Profiler、Systrace、StrictMode

原因复杂:代码、内存、绘制、IO均有可能导致卡顿。难以定位。
不易复现:当时场景强相关。

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。整体会变慢。
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Html报告

API 18以上使用,推荐TraceCompat

python systrace.py -t 10 [other-options] [categories]

https://developer.android.com/studio/command-line/systrace#command_options

优点:轻量级、开销小。直观反映CPU利用率。给出建议(Alert)
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。

线程策略:自定义的耗时调用,detectCustomSlowCalls()
磁盘读取操作,detectDiskReads
网络请求操作

虚拟机策略:
Activity泄漏,detectActivityLeaks()
Sqlite泄漏,detecteLeakedSqliteObjects
检测实例数量,setClassInstanceLimit()

2. 自动化卡顿检测方案及优化

原理: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:
1)Looper.getMainLooper().setMessageLogging();
2)匹配>>>>>Dispatching,阈值时间后执行任务(获取堆栈)
3)匹配<<<<

AndroidPermormanceMonitor实战(blockcanary)
非侵入性的性能监控组件,通知形式弹出卡顿信息

问题及优化
卡顿了,但卡顿堆栈可能不准确。和OOM一样,最后的堆栈只是表象,不是真正的问题。

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

海量卡顿堆栈处理
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:极大的减少展示量且找到真正发生问题的堆栈。

3. ANR分析与实战

KeyDispatchTimeout:5s
BroadcastTimeout:前台10s,后台60s
ServiceTimeout:前台20s,后台200s

ANR执行流程:发生ANR,进程接收异常终止信号,开始写入进程ANR信息。
弹出ANR提示框(ROM表现不一)

ANR解决套路:

adb pull data/anr/traces.txt

存储路径。 根据此路径来判断是否ANR
详细分析:cpu/io

线上ANR监控方案
通过FileObserver 监控文件变化,高版本会有权限问题

ANR-WatchDog
非侵入式ANR监控组件

com.github.anrwatchdog:anrwatchdog:1.3.0

https://github.com/SalomonBrys/ANR-WatchDog

原理:
start -> post消息改值(主线程+1操作) -> 线程sleep
检测值是否被修改 ->判断ANR发生(没有被修改 message没有到即发生)
弥补高版本没有权限读取Trace.txt 的问题。结合使用
和BlockCanary区别:
BlockCanary监控Msg。适合监控卡顿。
ANR-WatchDog:看最终结果。适合补充ANR监控。

3. 卡顿单点问题检测方案

自动化卡顿检测方案并不够。很多操作的耗时并没有达到卡顿阈值,感受同样不佳但是不会抛出异常堆栈信息。

体系化解决方案务必尽早暴露问题。
单点问题:主线程IPC、DB IO、View绘制操作

IPC问题监测:
监测指标:IPC调用类型
调用耗时、次数
调用堆栈、发生线程。

常规方案:
IPC前后加埋点。不够优雅,容易忘记。维护成本大。

adb命令:

adb shell am trace-ipc start // 监控的开始
adb shell am trace-ipc stop --dump-file /data/local/tmp/ipc-trace.txt
//结束,存放信息
adb pull /data/local/tmp/ipc-trace.txt // 导出

优雅方案:
ARTHook 还是 AspectJ
ARTHook 可以Hook系统方法。ASpectJ针对非系统方法。

IPC场景:PackageManger得到应用信息、get到设备的ID、AMS等等。
固定的调用方式,最后会调用到 “android.os.BinderProxy” transact方法

4. 如何实现界面秒开

首先通过Systrace(查看是否跑满CPU),优雅异步 + 优雅延迟初始化。
异步Inflate、X2C、绘制优化
提前获取页面数据

界面秒开率统计:
onCreate 到 onWindowFocusChanged
特定接口适配Activity

Lancet:轻量级 AOP框架
编译速度快,支持增量编译

API简单,没有任何多余代码插入 apk
@Proxy 通常用与对系统API调用的Hook
@Insert 常用于操作 App与library的类

界面秒开监控维度
1)onCreate到onWindowFocusChanged 两方法调用的时间间隔。
总体耗时。
2)生命周期的耗时。
3)生命周期间隔的耗时

5. 优雅监控耗时盲区

生命周期间隔
onResume到Feed展示的间隔
举例:postMessage,很有可能在Feed之前执行

TraceView
特别适合一段时间内的盲区监控
线程具体时间做了什么,一目了然。
TraceView适合现在,可以监控系统Msg。
动态替换适合线上,只有应用自身的Msg

线上方案:
所有方法都是Msg,mLogging?没有Msg具体堆栈
AOP切Handler方法?不清楚准确执行时间
使用统一的Handler:定制具体方法
定制gradle插件,编译器动态替换。

6. 卡顿优化技巧总结初步

耗时操作:异步、延迟
布局优化:异步Inflate、X2C、重绘解决
内存:降低内存占用,减少GC时间。

Log / TraceView的HeapTaskDesk

卡顿优化工具建设
Systrace:看出CPU使用情况
TraceView:看出线程在特定时间做什么。相对开销比较大。

StrictMode也是很强大的
自动化监控工具建设。

Android Performance monitor。ANR - WatchDog
高频采集,找出重复率高的堆栈。

卡顿监控工具
单点问题:AOP、Hook

盲区监控:gradle 编译器替换。监控所有主线程msg执行耗时,以及调用堆栈 superHandler。

通过注解调整所有Handler的父类。

卡顿监控指标:
卡顿率、ANR率、界面秒开时间

交互时间、生命周期时间
上报环境、场景信息!

7. 卡顿优化模拟面试

1)你是怎么做卡顿优化的?
体现出来不同阶段的进步,结构化思维。
经历了一些阶段,第一阶段:系统工具定位、解决。
第二阶段:自动化卡顿方案及优化。
第三阶段:线上卡顿及线下监测工具建设。

2)你是怎么自动化的获取卡顿信息的?

mLogging.println

不一定准确。可以高频采集,找出重复堆栈!

3)卡顿的一整套解决方案是怎么做的?
线下(尽量早)、线上(全面自动化、异常感知灵敏度)工具相结合的方式
特定难点突破:单点问题、盲区监控
SuperHandler

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