Android性能分析工具Systrace

2019年4月13日 569次阅读来源: Android

一. 基本操作

1.1 抓取和打开trace文件

可通过ADM或控制台脚本来抓取trace，利用ADM抓取trace文件的操作如下：

在AndroidStudio中点击：Tools -> Android -> Android Device Monitor，打开ADM
在ADM中先选择已连接的设备，然后点击捕获按钮
设置参数设置完参数后点击确定，即进入抓取状态，此时在手机上进行要测试的操作。时间到后，在会目标文件夹生成格式为html的文件。
打开chrome，在地址栏输入：chrome://tracing/，在出来的页面点击“load”，然后选择刚才生成的trace文件，此时文件会在chrome中打开

1.2 基本操作

操作(键盘按键)	作用
w	放大当前视图
s	缩小当前视图
a	向左移动
d	向右移动
f	选中某一帧之后，放大当前区域
m	选中某一帧之后，标记该帧
v	高亮VSync线
g	是否显示60hz标记线
0	数字0，恢复当前视图到初始状态
h	是否显示详情
/	搜索关键字（title）
enter	显示搜索结果
`	显示、隐藏脚本控制台
?	显示帮助
1	切换到选择模式，双击已选定区能将所有相同的块高亮选中
2	切换到拖动模式，按下左键可拖动视图
3	切换到缩放模式，按下左键移动鼠标可缩放视图
4	切换到时间轴模式，可标记时间轴

1.3.分析trace文件

整体情况：
《Android性能分析工具Systrace》

蓝色：整体较为流畅
黄色：中度掉帧
红色：有严重掉帧

每一帧的情况：
《Android性能分析工具Systrace》

蓝色：没有掉帧
黄色：中度掉帧
红色：有严重掉帧

掉帧原因统计：
点击页面最右侧的“Alerts”：
《Android性能分析工具Systrace》
从该图中，可看出本次测试的整体掉帧原因统计，点击可现实详情。

具体掉帧原因：
点击目标线程，选择一帧（点击每一帧的圆形图标，内有字符“F”），在界面下方会现实具体的掉帧原因，点击可展开：
《Android性能分析工具Systrace》
从截图中可知，当前帧出现掉帧的原因有4个。

二. Systrace中的Title

下表为framework中常见的Trace title：

Trace Title：Trace.traceBegin的第二个参数，用于表示当前监测的方法名，这个字符串不一定等于监测的函数名。 java Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "serviceStop");
方法名：Trace真正监测的函数名
类名：方法所在的类 *Trace Category：Trace.traceBegin的第一个参数，用于表示监测的类别，Systrace支持的类别如下：

Systrace中，常见的Ttitle如下（红色加粗的title比较常见）：
|序号|Trace Title|方法名|类名|Trace Category|
|:–:|:–|:–|:–|:–|
|1|activityStart|handleLaunchActivity|ActivityThread|ActivityManager||
|2|activityRestart|handleRelaunchActivity|ActivityThread|ActivityManager||
|3|activityPause|handlePauseActivity|ActivityThread|ActivityManager||
|4|activityPause|handlePauseActivity|ActivityThread|ActivityManager|pause后就finish|
|5|activityStop|handleStopActivity|ActivityThread|ActivityManager|stop_show|
|6|activityStop|handleStopActivity|ActivityThread|ActivityManager|stop_hide|
|7|activityShowWindow|handleWindowVisibility|ActivityThread|ActivityManager|show|
|8|activityHideWindow|handleWindowVisibility|ActivityThread|ActivityManager|hide|
|9|activityResume|handleResumeActivity|ActivityThread|ActivityManager||
|10|activityDeliverResult|handleSendResult|ActivityThread|ActivityManager||
|11|activityDestroy|handleDestroyActivity|ActivityThread|ActivityManager||
|12|bindApplication|handleBindApplication|ActivityThread|ActivityManager||
|13|activityNewIntent|handleNewIntent|ActivityThread|ActivityManager||
|14|broadReceiverComp|handleReceiver|ActivityThread|ActivityManager||
|15|serviceCreate|handleCreateService|ActivityThread|ActivityManager||
|16|serviceBind|handleBindService|ActivityThread|ActivityManager||
|17|serviceUnbind|handleUnbindService|ActivityThread|ActivityManager||
|18|serviceStart|handleServiceArgs|ActivityThread|ActivityManager||
|19|serviceStop|handleStopService|ActivityThread|ActivityManager||
|20|configChanged|handleConfigurationChanged|ActivityThread|ActivityManager||
|21|lowMemory|handleLowMemory|ActivityThread|ActivityManager||
|22|activityConfigChanged|handleActivityConfigurationChanged|ActivityThread|ActivityManager||
|23|backupCreateAgent|handleCreateBackupAgent|ActivityThread|ActivityManager||
|24|backupDestroyAgent|handleDestroyBackupAgent|ActivityThread|ActivityManager||
|25|providerRemove|completeRemoveProvider|ActivityThread|ActivityManager||
|26|broadcastPackage|handleDispatchPackageBroadcast|ActivityThread|ActivityManager||
|27|sleeping|handleSleeping|ActivityThread|ActivityManager||
|28|setCoreSettings|handleSetCoreSettings|ActivityThread|ActivityManager||
|29|trimMemory|handleTrimMemory|ActivityThread|ActivityManager||
|30|activityThreadMain|main|ActivityThread|ActivityManager|ActivityThread的main方法|
|31|参数，不定|new PathClassLoader|ApplicationLoaders|ActivityManager||
|32|参数，不定|new PathClassLoader|ApplicationLoaders|ActivityManager||
|33|broadcastReceiveReg|onReceive|LoadedAok|ActivityManager|BroadcastReceiver的onReceive|
|34|参数，不定|onPerformSync|AbstractThreaded|SyncManager||
|35|参数，资源文件名|loadDrawableForCookie|Resources|Resources|加载Drawable|
|36|参数，资源文件名|loadColorStateListForCookie|Resources|Resources|加载颜色|
|37|Choreographer#doFrame|doFrame|Choreographer|View||
|38|参数，不定|doCallbacks|Choreographer|View||
|39|inflate|inflate|LayoutInflater|View||
|40|参数，view名称|createView|LayoutInflater|View||
|41|Record View#draw()|updateRootDisplayList|ThreadedRenderer|View||
|42|buildDrawingCache/SW Layer for+类名|buildDrawingCache|View|View||
|43|measure|performMeasure|ViewRootImpl|View|调用View的measure方法|
|44|layout|performLayout|ViewRootImpl|View|调用View的layout方法|
|45|draw|performDraw|ViewRootImpl|View|调用View的draw方法|
|46|getProvider()|getProvider|WebViewFactory|WebView||
|47|newInstance()|getProvider|WebViewFactory|WebView||
|48|loadNativeLibrary()|loadNativeLibrary|WebViewFactory|WebView|| |49|getChromiumProvider()|getChromiumProviderClass|WebViewFactory|WebView|| |50|Class.forName()|getChromiumProviderClass|WebViewFactory|WebView|| |52|**obtainView**|obtainView|AbsListView|View|| |52|**setupGridItem**|setupChild|GridView|View|| |53|**setupListItem**|setupChild|ListView|View|| |54|RuntimeInit|zygoteInit|RuntimeInit|ActivityManager|| |55|PostFork|forkAndSpecialize|Zygote|ActivityManager|| |56|Bitmap.compress|compress|Bitmap|Resources|| |57|**decodeBitmap**|decodeByteArray|BitmapFactory|Graphics|| |58|decodeBitmap|decodeStream|BitmapFactory|Graphics|| |59|decodeFileDescriptor|decodeFileDescriptor|BitmapFactory|Graphics|| |60|参数，文件名|createFromStream|Drawable|Resources|| |61|参数，文件名|createFromResourceStream|Drawable|Resources|| |62|参数，路径名|createFromPath|Drawable|Resources|| |63|onSurfaceCreated|onSurfaceCreated|GLSurfaceView|View|| |64|onSurfaceChanged|onSurfaceChanged|GLSurfaceView|View|| |65|onDrawFrame|onDrawFrame|GLSurfaceView|View|| |66|syncAll|syncAll|Allocation|RenderScript|| |67|ioSend|ioSend|Allocation|RenderScript|| |68|ioReceive|ioReceive|Allocation|RenderScript|| |69|copyFrom|copyFrom|Allocation|RenderScript|| |70|copyFromUnchecked|copyFromUnchecked|Allocation|RenderScript|| |71|copyFromUnchecked|copyFromUnchecked|Allocation|RenderScript|| |72|copyFrom|copyFrom|Allocation|RenderScript|| |73|copyFrom|copyFrom|Allocation|RenderScript|| |74|copyFrom|copyFrom|Allocation|RenderScript|| |75|copy1DRangeFromUnchecked|copy1DRangeFromUnchecked|Allocation|RenderScript|| |76|copy1DRangeFrom|copy1DRangeFrom|Allocation|RenderScript|| |77|copy2DRangeFromUnchecked|copy2DRangeFromUnchecked|Allocation|RenderScript|| |78|copy2DRangeFrom|copy2DRangeFrom|Allocation|RenderScript|| |79|copy2DRangeFrom|copy2DRangeFrom|Allocation|RenderScript|| |80|copy2DRangeFrom|copy2DRangeFrom|Allocation|RenderScript|| |81|copy3DRangeFromUnchecked|copy3DRangeFromUnchecked|Allocation|RenderScript|| |82|copy2DRangeFrom|copy2DRangeFrom|Allocation|RenderScript|| |83|copyTo|copyTo|Allocation|RenderScript|| |84|copyTo|copyTo|Allocation|RenderScript|| |85|copy1DRangeToUnchecked|copy1DRangeToUnchecked|Allocation|RenderScript|| |86|copy2DRangeToUnchecked|copy2DRangeToUnchecked|Allocation|RenderScript|| |87|copy3DRangeToUnchecked|copy3DRangeToUnchecked|Allocation|RenderScript|| |88|createTyped|createTyped|Allocation|RenderScript|| |89|createSized|createSized|Allocation|RenderScript|| |90|createFromBitmap|createFromBitmap|Allocation|RenderScript|| |91|killProcessGroup|killProcessGroup|AMS|ActivityManager|| |92|Start proc:+进程名|Process.start|AMS|ActivityManager|| |93|kill|kill|ProcessRecord|ActivityManager|| |94|requestGlobalDisplay|requestGlobalDisplay|DisplayManagerService|Power|| |95|setDisplayState|requestDisplayStateLocked|LocalDisplayAdapter|Power|| |96|setDisplayBrightness|requestDisplayStateLocked|LocalDisplayAdapter|Power|| |97|startDream|startDream|DreamController|Power|| |98|stopDream|stopDream|DreamController|Power|| |99|setLight|setLightLocked|LightsService|Power|| |100|userActivity|userActivityNoUpdateLocked|PowerManagerService|Power|| |101|wakeUp|wakeUpNoUpdateLocked|PowerManagerService|Power|| |102|goToSleep|goToSleepNoUpdateLocked|PowerManagerService|Power|| |103|nap|napNoUpdateLocked|PowerManagerService|Power|| |104|reallyGoToSleep|reallyGoToSleep|PowerManagerService|Power|| |105|updatePowerState|updatePowerStateLocked|PowerManagerService|Power|| |106|setHalAutoSuspend|setHalAutoSuspend|PowerManagerService|Power|| |107|setHalInteractive|setHalInteractiveModeLocked|PowerManagerService|Power|| |108|wmLayout|performLayoutAndPlace|WMS|WindowManager|| |109|wmUpdateFocus|updateFocusedWindowLocked|WMS|WindowManager|| |110|calculateError|calcErrorRS|AutomaticActivity|Always|| |111|loadBitmaps|loadBitmaps|CompareActivity|Always|| |112|softwareDraw|loadBitmaps|CompareActivity|Always|| |113|copyInto|loadBitmaps|CompareActivity|Always|| |114|pretendBusy`|performClick|CirclePropActivity|View|Thread.sleep|

注意：由于显示问题，上表中部分内容有所精简，具体如下：

34行，类名为：AbstractThreadedSyncAdapter
46行，title为：webViewFactory.getProvider()
47行，title为：providerClass.newInstance()
49行，title为：getChromiumProviderClass()
94行，title为：requestGlobalDisplayState
94行，方法为：requestGlobalDisplayStateInternal
104行，方法为：reallyGoToSleepNoUpdateLocked
106行，方法为：setHalAutoSuspendModeLocked
48行，title为：WebViewFactory.loadNativeLibrary()
49行，title为：WebViewFactory.getChromiumProviderClass()
108行，方法为：performLayoutAndPlaceSurfacesLockedLoop

三. 常见卡顿原因

`3.1 Scheduling delay`

产生这一帧的任务延时了若干毫秒，导致出现了掉帧。要保证UI线程在工作时不会被其他线程阻塞，后台线程（比如网络请求、Bitmap加载等）应该运行在android.os.Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUD或更低的优先级，以确保它们不会中断UI线程。

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`3.2 Inefficient ListView recycling / rebinding`

ListView的回收在一帧中占用了太多的时间，确保在Adapter的getView方法中高效的绑定数据。
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`3.3 Expensive measure/layout pass`

Measure/Layout占用了大量的时间导致掉帧，避免在执行动画时触发layout。

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这种场景非常常见：在首次进入一个有ListView的页面时经常出现这种情况，ListView在首次加载时，RecycleBin中并没有可以复用的数据，此时，每一个要显示的Item对于的View都需要从布局文件中inflate出来，而inflate又是比较耗时的，因此，当同时需要加载多个View时，就会导致较严重的掉帧。

`3.4 Inflating duraing ListView recycling`

ListView会回收已经加载过的View，确保在getView时复用已存在的view，而不是创新创建一个新的。
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`3.5 Long View.draw`

在View的绘制过程中要避免执行大量的耗时工作，尤其是分配和对象和绘制Bitmap
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`3.6 Expensive Bitmap uploads`

被修改的Bitmap和新绘制的Bitmap都必需要上传到GPU中。如果上传的像素太多，这将是一个非常昂贵的操作，要尽量减少Bitmap的改动。
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`3.7 gc导致线程暂停`

这种场景比较少见，而且GC导致的pause时间也较短，一般在10ms以内，很少会因为gc导致掉帧，如下面的两个截图所示：

如下图所示，full suspand check
Checkpoint function

    原文作者：Android
    原文地址: http://www.caiyeccy.com/android/2016/06/08/Android%E6%80%A7%E8%83%BD%E5%88%86%E6%9E%90%E5%B7%A5%E5%85%B7Systrace
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