Android UI效能的探雷針——Systrace

mymdeep發表於2017-03-27

關於App UI效能的測試，Android提供了一個原生的工具Systrace，正常渲染FPS一般是在60左右，但是如果有一些程式碼寫的不好，可能會影響到UI的效能，導致介面卡頓，這種問題是最難查的，為什麼會卡頓，在哪卡頓，當然你也可以打log看時間，但是畢竟不方便。Systrace是可以解決這個問題的，我在網上查了一下關於Systrace的資料，還是比較少的，也許用的人也少吧。所以本文大部分內容翻譯自谷歌官方文件

準備工作

首先如果你要執行Systrace，需要安裝Python和Android SDK Tools 20 以上的版本。
同時，現在Systrace只支援Android4.1以上的版本。

開始記錄

關於記錄有兩種方式開啟，一種就是使用Python，另外一種就是使用AndroidStudio中的自帶外掛。
這裡有一個問題，我不確認，是否使用AndroidStudio中的自帶外掛也需要安裝Python，因為我的電腦一直安裝著這些東西，所以，可以直接執行。

Python 啟動

首先命令列切換到Android SDK的platform-tools下，在這個資料夾下有一個systrace資料夾，然後切到這個資料夾下：

在這個資料夾下有一個python指令碼，執行即可。

python systrace.py --time=10 -o mynewtrace.html sched gfx view wm複製程式碼

執行規則如下：

引數名	意義
-h,--help	幫助資訊
-o	儲存的檔名
-t N,--time=N	多少秒內的資料，預設為5秒，以當前時間點往後倒N個時間
-b N,--buf-size=N	單位為千位元組,限制資料大小
-k --ktrace=	追蹤特殊的方法
-l,--list-categories	設定追蹤的標籤
-a ,--app=	包名
--from-file=	建立報告的來源trace檔案
-e ,--serial=	裝置號

標籤簡寫：

簡寫	全稱
gfx	- Graphics
input	- Input
view	- View
webview	- WebView
wm	- Window Manager
am	- Activity Manager
sync	- Synchronization Manager
audio	- Audio
video	- Video
camera	- Camera

根據官方文件的意思，這些標籤在SDK 17以下需要使用

--set-tags = <TAGS>複製程式碼

進行新增，SDK18以及更高直接用簡寫即可，這個標籤表示生成效能分析結果中的標籤，這個後面再看。

Android Studio啟動

開啟Android Studio：

點選如圖所示的標籤，開啟Android Device Monitor這個介面，在左上角選擇如下按鈕：

然後進入視覺化設定介面：

進行設定，點選ok，便可開始記錄。

資料分析

我這裡將會使用命令列模式進行資料記錄。
在記錄之前，我先寫了一個簡單的demo，demo有三個Activity，一個主介面，一個放有listview的Activity，一個放有RecyclerView的Activity（程式碼很基礎我就不貼出來了）
在listview中我加入了1000個Item，每個item中都有文字和圖片，RecyclerView也是。特別注意，listview沒有做任何優化，因為我們要看的就是不好的效果。我先執行一下程式，然後在命令列中輸入如下：

python systrace.py --time=20 -o deep.html -a deep.testsystrace sched gfx view wm複製程式碼

我記錄了20秒內的情況，指定包名deep.testsystrace，生成檔案deep.html，執行，然後不斷滑動listview：
直到記錄結束，命令列會有如下提示：

然後我們開啟這個資料夾，找到剛才生成的deep.html。

開啟這個網頁：

在分析這些資料之前，我們需要先知道一些操作：

Key	Description
w	Zoom into the trace timeline.
s	Zoom out of the trace timeline.
a	Pan left on the trace timeline.
d	Pan right on the trace timeline.
e	Center the trace timeline on the current mouse location.
g	Show grid at the start of the currently selected task.
Shift+g	Show grid at the end of the currently selected task.
Right Arrow	Select the next event on the currently selected timeline.
Left Arrow	Select the previous event on the currently selected timeline.

我們在網頁中找到我們的工程，deep.testsystrace,但是不知道是不是bug，網頁只顯示了ep.testsystrace，不過根據pid也可以確認就是我們的應用。
之後我們逐個分析，首先是Frames，即幀數。我們將上圖放大（快捷鍵w）：

可以看到幀數對應的一行有許多F，各種顏色：
當顯示為綠色的時候為正常，紅色或者黃色分別對應的等級是e和w，也就是不正常，即達不到60fps的水準。這是我們就可以根據下面的時間分析到底是什麼佔用的時間了。
首先點選紅色即不正常的F：

與該幀無關的操作會被置成灰色：

然後將其逐漸放大：

對比正常的幀，我們可以發現，我們obtainView和inflate呼叫過多。我們之前說了，listview我們沒有做任何優化，每次都會重現建立view，也沒有使用viewholder，所以會出現如上結果。如果我們對listview進行了優化呢？我們可以試一下，修改一下adapter的getview，當view為空時再進行建立。然後再次記錄資料：