Android性能分析工具“TraceView”，“Systrace UI”

1. TraceView
2.Systrace UI性能分析
 3.TraceView，Systrace UI分析实例

（1）TraceView

TraceView 是 AndroidSDK 自带的工具，用来分析函数调用过程，可以对 Android 的应用程序以及 Framework 层的代码进行性能分析。它是一个图形化的工具，最终会产生一个图表，用于对性能分析进行说明，可以分析到应用具体每一个方法的执行时间，使用可以非常直观简单，分析性能问题很方便。

使用方法

在使用 TraceVeiw 分析问题之前需要得到一个*.trace 的文件，然后通过 TraceView 来分析 trace 文件的信息，trace 文件的获取有两种方式：

在DDMS中使用
（1）连接设备。
（2）打开应用
（3）打开 DDMS（若在 Android Studio 中则先打开 Android Device Monitor）。( 可以在\androidSDK\tools\monitor.bat打开)
（4）单击 Strart Method Profiling 按钮

(6)启动后有两个选项我们先选择第一个

(7) 在应用中操作需要监控的点，比如进入一个 Activity 或者滑动一个列表，完成后单击 Stop Method Profiling 按钮，如图所示。

（7）结束后会生成.trace文件，并展示traceView试图
- TraceView视图说明
  TraceView视图分为两部分，上半部分为时间面板，下半部分为分析面板
  
  X 轴表示时间消耗，单位为毫秒（ms）， Y 轴表示各个线程，每个线程中的不同方法使用了不同的颜色来表示，颜色占用面积越宽，表示该方法占用 CPU 时间越长。
  时间片面板可以放大/缩小，也可以指定区域放到最大，方便查看具体的过程，一般优先选择放大耗时严重的区域。

分析面板如下图所示

列名	意义
Name	所有的调用项，展开可以看到有的有Parent和Child子项，被指调用和调用
Incl Cpu Time %	某函数占用的CPU时间占总时间百分比，包含内部调用其他函数调用CPU时间
Incl Cpu Time	某函数占用的CPU时间，包含内部调用其他函数调用CPU时间
Excl Cpu Time %	某函数占用的CPU时间占用总时间百分比，但不包含内部调用其他函数占用的CPU时间
Excl Cpu Time	某函数占用的CPU时间，但不包含内部调用其他函数占用的CPU时间
Incl Real Time %	某函数运行的真实时间百分比 ,包含调用其他函数所用的时间
Incl Real Time	某函数运行的真实时间百分比，以毫秒为单位 ,包含调用其他函数所用的时间
Incl Real Time %	某函数运行的真实时间 ,不含调用其他函数所用的时间
Incl Real Time	某函数运行的真实时间，以毫秒为单位 ,不含调用其他函数所用的时间
Call+Recur Calls/Total	某函数被调用次数
CPU Time/Call	某函数调用CPU时间与调用次数的比，相当于该函数平均执行时间
Real Time/Call	同CPU Time/Call，只不过统计单位换成了真实时间

使用 TraceView 查看耗时，主要关注 Calls+Recur Calls/Total 和 Cpu Time/Call 这两个值，也就是关注调用次数多和耗时久的方法，然后优化这些方法的逻辑和调用次数，减少耗时。
注意 RealTime 与 cputime 区别为：因为 RealTime 包括了 CPU 的上下文切换、阻塞、GC 等，所以 RealTime 方法的实际执行时间要比 CPU Time 稍微长一点。

（2）Systrace UI性能分析

在应用程序开发过程中，UI（用户界面）的流畅度是体验的核心，特别是在动画、跳转或者列表的滑动过程中，出现卡顿和无响应是非常影响用户体验的，要解决这些问题，首先要找到问题的原因，前面介绍的 TraceView 是分析性能的一款利器，下面再介绍一个分析应用程序 UI 性能的工具：Systrace。
Systrace 是 Android 4.1 及以上版本提供的性能数据采样和分析工具。它可以帮助开发者收集 Android 关键子系统（如 surfaceflinger、WindowManagerService 等 Framework 部分关键模块、服务，View 系统等）的运行信息，从而帮助开发者更直观地分析系统瓶颈，改进性能。Systrace 的功能包括跟踪系统的 I/O 操作、内核工作队列、CPU 负载等，在 UI 显示性能分析上提供很好的数据，特别是在动画播放不流畅、渲染卡等问题上。Systrace 工具可以跟踪、收集、检查定时信息，可以很直观地查看 CPU 周期消耗的具体时间，显示每个线程和进程的跟踪信息，使用不同颜色来突出问题的严重性，并提供如何解决这些问题的建议。
注意由于 Systrace 是以系统的角度返回一些信息，并不能定位到具体耗时的方法，要进一步获取 CPU 满负荷运行的原因，就需要使用工具 Traceview .

Systrace使用方法
（1）在DDMS中使用
1. 打开Android Device Monitor，连接手机并准备需要抓取的界面
2. 单机Systrace按钮进入抓取前的设置，选择需要跟踪的内容：
到了设定的时间后，生成了Trace.html文件，我设置的是5s，在上面指定路径有一个文件我们直接Chrome打开。

（2）使用命令行
使用命令行方式更灵活，速度更快，并且配置好后再使用能快速得到结果，在 Android 4.3 及更高版本的设备上使用 Systrace 时，可以省略设置跟踪类别标签来获取默认值，或者可以手动列入指定标签。路径和命令如下：

cd D:\androidSDK\platform-tools\systrace
python systrace.py --time=10 -0 mysystrace.html sched gfx view wm

其中参数设置对应的功能如下：

参数名	意义
-h,–help	帮助信息
-o < FILE>	保存的文件名
-t N,–time=N	多少秒内的数据，默认为5s，以当前的时间点往后倒N秒时间
-b N,–buf-size=N	单位为千字节，限制数据大小
-k< KFUNCS> --ktrace=< KFUNCS>	追踪特殊方法
-l,–list-categories	设备需要追踪的标签
-a < APP_NAME> ,-app=< APP_NAME>	包名
–from-file=< FROM_FILE>	创建报告的来源trace文件
-e< DEVICE_SERIAL> , --serial=< DEVICE_SERIAL>	设备号

（2）应用中获取，Systrace不会追踪应用的所有工作，所以在有需求的情况下，需要添加追踪的代码部分。可以通过trace类来实现这个功能。它能够让你在任何时候跟踪应用的一举一动。在获取Trace的过程中，即Trace.beginSection()与Trace.endSection()之间的代码工作会一直被追踪。

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
        Trace.beginSection("MainActivityTrace")//开始
        btn.setOnClickListener {
            Toast.makeText(this, "Trace", Toast.LENGTH_SHORT).show()
            Trace.endSection()//结束
        }
    }

可以定义多个Trace模块，但是beginSection和endSection需要成对出现，如果只有开始没有结束会严重影响应用的性能。

分析Systrace报告
签名获取的trace.html文件。有一些常用的快捷键

快捷键	功能
W	放大
S	缩小
A	左移
D	右移

在这里插入图片描述
其中和UI绘制关系最密切的是Alerts和Frame
（1）Alerts
从上图可以看到，Alerts一栏标记了性能有问题的点，单机该点可以查看详细信息，在右边侧边栏有一个Alerts框，单机可以查看每个类型Alerts的数量，单机某一个Alert可以看到问题的详细描述。
（2）Frame
每个应用都有一行专门显示 frame，每一帧就显示为一个绿色的圆圈。当显示为黄色或者红色时，它的渲染时间超过了 16.6ms（即达不到 60fps 的水准）。使用 W 键放大，看看这一帧的渲染过程中系统到底做了什么，同时它会将任何它认为性能有问题的东西都高亮警告，并提示要怎么优化。如图所示，在 Frame 栏有一个 F 帧红色告警，从下面的问题详细描述可以看出，警告的主要原因测量布局花了很长的时间，绘图draw花了很长的时间，Scheduling delay（调度延迟）的意思就是一个线程在处理一块运算的时候，在很长一段时间都没有被分配到CPU上面做运算，从而导致这个线程在很长一段时间都没有完成工作。我们发现这帧只运行了1.6ms，而有100多ms是在休眠，这意味着这一帧的渲染过程非常慢。在 Systrace 中也会提供一些对应链接，提供更多解释。
在这里插入图片描述

如果想知道 UI 线程怎么会花费这么多时间的话，就需要使用 TraceView，来分析具体是哪些函数在消耗时间。接下来会分析TraceView。

（3）TraceView，Systrace UI分析实例

实例分析直通车

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