Android卡顿优化 | 卡顿及其优化工具概述及StrictMode实践案例

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本文要点

• 一般使用的卡顿优化工具
• 卡顿问题概述
• 卡顿问题分析难点
• 关于CPU Profiler
• 关于Systrace
• 关于StrictMode
• 磁盘读写违例检测实战
• 实例限制检测实战

一般使用的卡顿优化工具

• CPU Profiler
• Systrace
• StrictMode
  （strict adj.精确的； 绝对的； 严格的，严谨的； [植]笔直的
  mode n.方式； 状况； 时尚，风尚； 调式 模式；）

卡顿问题概述

• 很多性能问题（如内存占用高、耗费流量等）都相对不容易被发现，
  但是卡顿问题却是很容易被直观感受到的；
• 卡顿问题较难排查、定位；

卡顿问题分析难点

• 可能的产生原因 繁杂：代码、内存、绘制、IO、【在主线程做UI处理、IO操作耗时操作】等；
• 线上卡顿问题，在线下难以复现，
  卡顿问题跟用户届时的现场环境有很大的关系；
• 比如，
  届时用户终端的磁盘IO空间不足，影响了APP的IO写入性能，
  导致APP卡顿，这样的场景有时候是很难复现的；
  【最好在问题发生时候，就记录下来用户届时的场景】

关于CPU Profiler

• 图形的形式展示程序的执行时间、调用栈、执行次数等；

• 信息全面，包含了所有线程、所有方法的调用时间；

• 运行时开销比较严重，导致APP运行时所有函数都会不等比地变慢，可能会带偏优化方向；

• 使用方式

  • Debug.startMethodTracing();【在需要监控的代码块前添加（注意它有四个重载方法）】
  • Debug.stopMethodTracing();【在需要监控的代码块后添加】
  • 生成的调试文件在sd卡：Android/data/packagename/files
  • 上次在内存优化的实战中，
    其实已经使用过，提到过CPU Profiler了，
    这里可以看一下App内存优化 之 内存抖动解决实战！！！！！！

关于Systrace

• 监控和跟踪Api调用、线程运行情况，生成Html报告；

• 需要在API 18以上使用，推荐TraceCompat；

• 使用方式

  • python systrace.py -t 10 [other-options][categories]
  • 可以参考CSDN某博客；
    或Android性能优化 -- Systrace工具（有option或category的参数表格）
  • 轻量级，开销小
  • 直观反映CPU利用率
  • 给出建议

关于StrictMode

• 严苛模式，Android提供的一种运行时检测机制；
  如果在开发阶段对成千上万行的代码进行code review，
  可能效率是比较低下的；
  使用StrictMode之后，
  系统会自动检测出来主线程当中违例的一些情况，
  同时按照代码的配置给出相应的反应。

• 方便，强大，容易被忽视

• 主要检测：线程检测策略、虚拟机检测策略

  • 线程检测策略【StrictMode.setThreadPolicy()】：
    如，
    自定义的耗时调用检测，如detectCustomSlowCalls()；
    磁盘读取操作检测，detectDiskReads()
    网络操作检测，detectNetwork()
    【detect vt.查明，发现； 洞察； 侦察，侦查； 】
  • 虚拟机策略【StrictMode.setVmPolicy()】：
    Activity泄漏检测，detectActivityLeaks()
    SqlLite对象泄漏检测，detectLeakedSqlLiteObjects()
    限制实例数量检测，setClassInstanceLimit(要限制的类实例，限制的数量)

• 具体使用：
  可以在Activity或者Application的onCreate()中调用StrictMode的方法：

private boolean DEV_MODE = true;

    private void initStrictMode() {
        if (DEV_MODE) {
            StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy.Builder()
                    .detectCustomSlowCalls() //API等级11，使用StrictMode.noteSlowCode
                    .detectDiskReads()
                    .detectDiskWrites()
                    .detectNetwork()// or .detectAll() for all detectable problems
                    .penaltyLog() //在Logcat 中打印违规异常信息
                    .build());

            StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder()
                    .detectLeakedSqlLiteObjects()
                    .setClassInstanceLimit(NewsItem.class, 1)
                    .detectLeakedClosableObjects() //API等级11
                    .penaltyLog()
                    .build());
        }
    }

• 【调试技巧】
  设置一个DEV_MODE标志位：
  只有在线下开发的环境时将之设置为true，才会使进程打开StrictMode；

• 【检测策略的调用】
  detect开头的方法，
  都是StrictMode提供的检测策略，
  调用过了，则StrictMode便会进行相应的检测和反应；

• 【响应方式配置】
  penaltyLog()【penalty n.惩罚，刑罚，害处】是出现违规后用log打印出来，即指定StrictMode的响应方式，
  StrictMode除了打印log的方式，
  还有其他响应方式，
  如penaltyDeath()可以让APP直接崩溃掉，
  penaltyDialog()可以弹出一个Dialog等！！！！！！！！！

• 实战一下：
  磁盘读写违例检测（log的响应方式）：

/**
 * 模拟内存泄露的Activity
 */
public class MemoryLeakActivity extends AppCompatActivity implements CallBack{

    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_memoryleak);

        ImageView imageView = findViewById(R.id.iv_memoryleak);
        Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.mipmap.splash);
        imageView.setImageBitmap(bitmap);

        CallBackManager.addCallBack(this);

        StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy.Builder()
                .detectDiskReads()
                .detectDiskWrites()
                .penaltyLog()
                .build());

        findViewById(R.id.iv_memoryleak).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                writeToExternalStorage();
            }
        });
    }

    /**
     * 文件系统的操作
     */
    public void writeToExternalStorage() {
        try {
            File externalStorage = Environment.getExternalStorageDirectory();

            File mbFile = new File(externalStorage, "xxx.txt");
            if (mbFile.exists()){
                mbFile.createNewFile();
            }

            OutputStream output = new FileOutputStream(mbFile, true);
            output.write("www.wooyun.org".getBytes());
            output.flush();
            output.close();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        CallBackManager.removeCallBack(this);
    }

    @Override
    public void dpOperate() {
        // do sth
    }
}

Dialog的响应方式：

以上IO违例的原因就是在主线程做了IO操作了，
这显然是不行的，需要开一个子线程给它整！

• 实例限制检测：

public class TestApp extends Application {

    static MemoryLeakActivity i = new MemoryLeakActivity();
    static MemoryLeakActivity j = new MemoryLeakActivity();

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();

        //实例限制检测 测试
        StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder()
                .setClassInstanceLimit(MemoryLeakActivity.class, 1)
                .detectLeakedClosableObjects() //API等级11
                .penaltyLog()
                .build());
    }
}

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