应用启动耗时分析统计

2021-05-01

本文介绍了应用启动耗时分析统计的一些方法和小技巧。

《风》
解落三秋叶，能开二月花。
过江千尺浪，入竹万竿斜。
-李峤

使用系统追踪获取报告

在Android 9.0或以上手机系统中新增了一个名为系统追踪系统级应用，这个类似于systrace命令行工具，用于代替systrace工具，另外在chrome80版本之后已经无法打开使用systrace工具生成的报告；你可以在开发者选项的调试部分找到，可以通过设置显示在快捷下拉菜单中。 ps：有的手机厂商把这个功能阉割了，可以使用Pixel或小米手机获取结果。

可以在类别中选择你感兴趣的类别，点击新增显示的图标即可开始追踪，再次点击结束追踪。

Release包如何使用Trace

Trace提供的beginSection和endSection可以添加自定义的事件，但只会在debug包开启，由于debug包和release包性能相差很大，所以很有必要在release包开启Trace跟踪，设置开关的方法如下：
Trace.java

/**
 * Set whether application tracing is allowed for this process.  This is intended to be set
 * once at application start-up time based on whether the application is debuggable.
 *
 * @hide
 */
@UnsupportedAppUsage
public static void setAppTracingAllowed(boolean allowed) {
    nativeSetAppTracingAllowed(allowed);

    // Setting whether app tracing is allowed may change the tags, so we update the cached
    // tags here.
    cacheEnabledTags();
}

由于添加了@UnsupportedAppUsage注解所以我们在应用中是无法直接调用，从注释可以看出系统是根据应用是否是debug调用此方法设置开关的，所以我们可以在release包使用反射开启Trace，可以在下面的代码获取。

异步事件追踪

Trace提供的beginSection和endSection必须成对出现在同一个线程中，Android10.0新增了异步事件追踪的能力，只需要在开始和结束时传入相同的methodName和cookie即可。

1 2	public static void beginAsyncSection (String methodName, int cookie) public static void endAsyncSection (String methodName, int cookie)

这会在trace的结果中新增一行：

如果你想在低于10.0版本手机也使用这个功能也可以通过反射调用实现：

public class TraceUtil {

    private static boolean ENABLE = false;
    private static Class cTrace;

    public static void enable(boolean enable) {
        if (!enable) {
            return;
        }
        ENABLE = true;
        try {
            cTrace = Class.forName("android.os.Trace");
            cTrace.getDeclaredMethod("setAppTracingAllowed", Boolean.TYPE).invoke(null, Boolean.TRUE);
        } catch (Throwable th) {
            th.printStackTrace();
        }
    }

    public static void asyncTraceBegin(String name, int session) {
        if (!ENABLE) {
            return;
        }
        try {
            cTrace.getDeclaredMethod("asyncTraceBegin", new Class[]{Long.TYPE, String.class, Integer.TYPE}).invoke(null, new Object[]{Long.valueOf(4096), name, Integer.valueOf(session)});
        } catch (Throwable th) {
            th.printStackTrace();
        }
    }

    public static void asyncTraceEnd(String name, int session) {
        if (!ENABLE) {
            return;
        }
        try {
            cTrace.getDeclaredMethod("asyncTraceEnd", new Class[]{Long.TYPE, String.class, Integer.TYPE}).invoke(null, new Object[]{Long.valueOf(4096), name, Integer.valueOf(session)});
        } catch (Throwable th) {
            th.printStackTrace();
        }
    }
}

使用Perfetto分析结果

在使用系统追踪获取结果后，可以使用adb命令拉取到电脑上，然后使用Perfetto(https://ui.perfetto.dev/#!/viewer)打开：

1	adb pull /data/local/traces/ .

配合Trace提供的同步和异步自定义事件能力，可以很快地分析出具体的耗时原因。

例如上图的主线程休眠，查看代码后发现主线程被加锁导致主线程休眠。

sql查询

Perfetto提供了很强大的sql查询功能，你可以使用sql语句查询想要的数据。由于linux系统中的进程id是可以复用的，所以Perfetto提供了一个唯一的upid。
根据进程名查询app的upid：

1 2	SELECT upid,name FROM process WHERE name='com.example.android'

根据upid查询所有线程：

1
2
3

SELECT * FROM thread
WHERE upid=175
order by name

启动耗时统计

分析优化完代码需要快速产出耗时数据，可以使用下面的shell脚本批量快速产出启动页完全显示的耗时数据：

for i in `seq 1 20`
do
  adb shell am force-stop com.example.android
  sleep 1
  adb shell am start-activity -W -n com.example.android/.LaunchActivity | grep "TotalTime" | cut -d ' ' -f 2
done

然后将结果复制到表格中以便统计平均耗时结果。

总结

本文介绍了Release包如何开启Trace以及自定义异步事件，使用Perfetto分析耗时原因，最后使用adb命令统计启动耗时。

于卫国