android开发 实现动态获得app的cpu占有率并导出文件的两种方法。
android开发 实现动态获得app的cpu占有率并导出文件的两种方法。
最近在做学校实验室的项目的时候，师兄要求我对app的性能进行评估，主要是从电量、cpu占有率、python模型的响应时间三者进行统计分析，电量使用广播可以进行统计、python模型的运行速度用时间函数就可以计算，关于cpu占有率～interesting！这是值得研究一下的。
阅读指南：
1、想法一暂时无法解决问题。
2、想法二可以实现在java中动态获得app的cpu占有率，便于大家实现显示在前端界面的需求，但是，这种获得占有率的方法速度较慢，大概1s获得3～4个cpu占有率，所以如果对cpu占有率的采样率具有很高的要求的话，不建议使用第二种方法。
3、想法三可以满足你大幅度采样cpu占有率的需求，通过调整top指令中 -d [time] 参数的大小你可以控制cpu采样的速度，但是这个方法不方便展示在前端界面中。
想法一：Android平台是否为开发者提供cpu占有率接口？
我找了很久，也没找到有对应的接口，如果有的话，欢迎大家在评论区中指正，谢谢啦！！
想法二：通过调用Linux命令获得cpu占有率。
我们都知道，android OS的底层其实也是基于Linux，所以在Linux上的一些命令也能够用在android系统中，但是我们先用Linux来试一下（大家没有Linux系统也没关系，我们后面会在java代码中调用指令可以达到相同的效果）。
- 在Linux系统的命令行界面中输入top指令，可以得到下面图片中的效果。
top
图中，我们运行了top命令后，会发现出现一个不断刷新的表，其实这就是此时linux系统中正在运行的进程的状况，可以看见我们想要获得的参数cpu占有率就在倒数第三列，同时我们也可以发现其中的每一个进程都对应一个pid，它就相当于一个身份证，唯一标识着系统中运行的一个进程
- 从上面运行的top命令，我们成功地获得了在linux中进程的运行情况，但是展现的列表太长了，有很多进程甚至还上不了榜（因为这个表是根据优先cpu占有率进行排行，太低的cpu占有率上不了榜），如何通过top命令去筛选出自己想监控的进程呢？通过pid就可以解决了！！（这里以一个firefox浏览器进程为例子）。
在Linux中，你可以使用pstree指令获得系统进程树（方法不唯一，你可以通过这个来找到你关注的应用程序的pid）。
pstree -p
或者
pstree -p | grep [进程名]
我们可以看到firefox的进程id为2328，于是我们可以运行，结果如下图所示。
top -p [pid]
我们再加上-d参数控制刷新时间(s), 如top -p 2368 -d 0.5,命令行会0.5秒刷新一次输出
top -p [pid] -d [time]
于是我们可以得出结论，我们可以通过top命令获得应用程序的占有率！！！
- 回到android中，我们用java实现在命令行中获取cpu占有率，动态显示在界面上和保存在文件中。
先贴代码～
package com.example.bluechatapp.Performance;
import android.content.Context;
import android.os.Environment;
import com.example.bluechatapp.Static.Utils.LogUtils;
import com.example.bluechatapp.MainActivity.MainActivity;
import com.example.bluechatapp.Static.Utils.ToastUtil;
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
public class CPURunnable implements Runnable{
private PerformanceRecorder recorder ;
private Context context ;
private File performanceFile ;
public CPURunnable(PerformanceRecorder recorder,Context context) throws IOException {
this.recorder = recorder;
this.context = context ;
try{
// 初始化保存目录
initSaveDirectory() ;
}catch (Exception e){
// 保存错误日志
ToastUtil.showShortMessage(context,"错误报告正在生成");
LogUtils.recordLog(context,"CpuRunnable_cn",".txt",e.getMessage());
}
}
/**
* 初始化保存目录
*/
private void initSaveDirectory() throws IOException {
// 在app目录中初始化保存目录，并生成对应文件
File rootDir = new File(String.valueOf(Environment.getExternalStorageDirectory()),"EarMotion") ;
if (!rootDir.exists()){
rootDir.mkdirs() ;
}
File performanceDir = new File(rootDir.getPath(),"Performance") ;
if (!performanceDir.exists()){
performanceDir.mkdirs() ;
}
performanceDir = new File(performanceDir.getPath(),"CPU") ;
if (!performanceDir.exists()){
performanceDir.mkdirs() ;
}
int length = performanceDir.listFiles().length + 1 ;
performanceFile = new File(performanceDir.getPath(),(length+".txt"));
if (!performanceFile.exists()){
performanceFile.createNewFile() ;
}
OutputStream stream = new FileOutputStream(performanceFile,false) ;
stream.write("cpu rate:\ntime(s)\t\trate\n".getBytes() );
stream.close() ;
}
@Override
public void run() {
long begin = System.currentTimeMillis() ;
try {
OutputStream stream = new FileOutputStream(performanceFile,true);
while(recorder.isMonitoring()){
try {
// 主要注意这里，从recorder中获得cpu占有率
float rate = recorder.getCpuRateFromTerminal() ;
stream.write((String.valueOf((System.currentTimeMillis()-begin)/1000)+"\t\t"+rate+"%\n").getBytes());
MainActivity.setCpuTextView("CPU占比："+rate+"%");
} catch (Exception e) {
ToastUtil.showShortMessage(context,"错误报告正在生成");
LogUtils.recordLog(context,"CpuRunnable",".txt",e.getMessage());
}
}
stream.close() ;
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
import android.app.Activity;
import android.content.Intent;
import android.content.IntentFilter;
import android.os.Process;
import android.util.Log;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import static com.example.bluechatapp.MusicActivity.MusicPlayerHelper.TAG;
public class PerformanceRecorder {
/**
* 上下文
*/
private Activity context ;
/**
* 终端执行的指令，注意这里！！！！！
*/
private static String COMMAND = "top -n 1 -p " ;
/**
* 单例模式
*/
private static volatile PerformanceRecorder recorder = null ;
/**
* 该应用程序的唯一标识
*/
private static int pid ;
/**
* 匹配浮点数
*/
private static String NUMBER_REGEX = "^[0-9]+(.[0-9]+)?$";
/**
* 构造函数，初始化pid
* @param context
*/
private PerformanceRecorder(Activity context) {
this.context = context;
// 获得该应用程序的进程pid
pid = Process.myPid() ;
// 指令合成
COMMAND = COMMAND + pid ;
}
/**
* 单例模式工厂，双重锁定
* @param context
* @return
*/
public static PerformanceRecorder newInstance(Activity context) {
if (recorder==null){
synchronized (PerformanceRecorder.class){
if (recorder==null)
recorder = new PerformanceRecorder(context) ;
}
}
return recorder ;
}
/**
* 从终端接收此时的平均cpu占比，如果返回-1，则是错误的
* @return
* @throws IOException
*/
public float getCpuRateFromTerminal() throws Exception {
// Linux运行指令！！注意这里！！
java.lang.Process runtime = Runtime.getRuntime().exec(COMMAND) ;
// 获得终端的输入流！！！
BufferedReader terminalBufferedStream = new BufferedReader(new InputStreamReader(runtime.getInputStream())) ;
String line = null ;
String lastLine = null ;
String dataLine = null ;
List<String> floatNumber = new ArrayList<>() ;
// 这里注意从命令行获得的输入流有多行，我们取最后一行，这里可以结合具体的输入流来看，会更好理解
while((line=terminalBufferedStream.readLine())!=null&&line!=" "){
dataLine = lastLine ;
lastLine = line ;
}
dataLine = dataLine.trim() ;
String []array = dataLine.split(" ") ;
// 正则表达式，提取其中的浮点数
for (String i:array){
if (i.matches(NUMBER_REGEX)){
floatNumber.add(i) ;
}
}
// 获得系统的cpu核心，用于求平均占比
int cpuCores = Runtime.getRuntime().availableProcessors() ;
if (floatNumber.size()==4&&floatNumber.get(0).equals(String.valueOf(pid))){
// 第三个浮点数就是cpu占比
Log.d(TAG, "cpu rate: "+floatNumber.get(2)+"/"+cpuCores+"%");
Log.d(TAG, "getCpuRateFromTerminal: "+line);
terminalBufferedStream.close();
runtime.destroy();
return Float.valueOf(floatNumber.get(2)) / cpuCores ;
}
terminalBufferedStream.close();
runtime.destroy();
return -1 ;
}
/**
* 启动cpu监视线程
*/
public void startCpuMonitor() throws IOException {
ExecutorService cpuPool = Executors.newSingleThreadExecutor();
cpuPool.submit(new CPURunnable(this,context)) ;
}
}
调用getCpuxxx函数，把返回值不断写到textView中就能实现以下效果，他是不断在变化的
实现效果：
以上的代码，大家只要清楚关键，就是通过java的RunTime类运行Linux指令，获得终端的输入流进行分析即可，具体可以根据自己的具体情况对代码进行调整
想法三：通过adb工具从手机内核中到处数据文件。
经常开发安卓的同学都应该知道有adb这种神器工具，它能够进入到手机内核中像在Linux一样观察各种进程的运行情况，那么在项目的最后我也是采用这种方法来完成师兄的需求。
- adb进入内核。
adb shell
进入手机内核之后，我们可以像在Linux中一样运行各种终端指令
- 运行top指令，如top -d 0.05 | grep com.example.bluechatapp > /sdcard/cpuTime.log。
top -d [time(s)] | grep [包名] > /sdcard/[保存文件名]
指令运行后，会一直阻塞在这里，此时系统正在帮你统计程序的信息，我们通过ctrl + C可以结束并保存文件
- 退出adb，运行adb指令推出,如adb pull /sdcard/cpuData.log，如果文件保存成功将会显示提示。
adb pull /sdcard/[文件名]
- 运行ls指令，观察当前目录下文件，可以发现我们保存的文件。
- 用excel打开，注意筛选pid，采用空格进行分格，可以获得我们进程的数据，图中J列就是cpu占有率（我的手机是8核，所以会出现高于100的情况，除以8就行）。
至此，全剧终，完结撒花
总结
可见我们实现了两种方法，来提取cpu占有率，其实获得内存占比等都是一样的，谢谢大家的阅读！您的观看是我前进的动力！欢迎大家在评论区中讨论，指出我的不足！
谢谢大家！！