android--性能优化1--首屏优化&启动速度与执行效率检测

2023-05-16

文章目录

实战篇
traceview 工具使用
- 操作步骤
- 操作步骤2
systrace 工具使用
- 操作步骤
AOP 工具 hugo 的使用
- 使用方法
- 效果
BlockCanary 使用
AOP 工具使用 AspectJ
- 操作步骤
优化方案:
- - 异步线程优化:
  - 针对主线程需要异步线程的结果所采用的方案 CountDownLauch:
- 使用启动器
我的APP内应用效果
理论篇
- 启动时间测量方式
- - 1 ADB命令
- 启动时间测量方式
- - 2 手动打点使用LaunchTimer工具类记录时间
- traceview 工具使用使用说明
- Thread 说明: 看图可知有12个线程.
- flam chart
- topDown
- buttomUp
- 使用traceview注意事项
- systrace 工具使用使用说明

我会先把实战篇写在前面, 把理论篇写在后面. 我太清楚实用党是怎么想的了,只想抓紧时间吧APP的性能搞好. 关于原理方面都往后放. 哈哈 . 因为我以前也是这样的. 为了方便快速使用直接上干货. 先按照教程做,后面有功夫再看理论.

实战篇

卡顿工具 BlockCanary

http://blog.zhaiyifan.cn/2016/01/16/BlockCanaryTransparentPerformanceMonitor/

traceview 工具使用

操作步骤

利用Debug类的startMethodTracing和stopMethodTracing函数分别来打开和关闭日志记录功能。记录两个方法中间所有函数执行的时间统计.
方法执行完后，会在手机sdcard中生成一个dmtrace.trace文件

第一步: 在MyApplication 的onCreate 最前面输入如下代码

 if (BuildConfig.DEBUG) {
            Debug.startMethodTracing("APP");
        }

第二步: 在MyApplication 的onCreate 结束位置输入如下代码

 if (BuildConfig.DEBUG) {
            Debug.stopMethodTracing();
    }

第三步: 找到生成的文件

在/sdcard/Android/data/packageName/files 目录下面有一个 APP.trace 的文件

从androidstudio 上面打开来看就有下图

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-7Kv6rsBg-1612277341019)(https://raw.githubusercontent.com/liudao01/picture/master/img/QQ%E5%9B%BE%E7%89%8720210130123716.png)]

操作步骤2

使用android studio profiler 双击cpu -> record 按钮即可有文件

systrace 工具使用

操作步骤

第一步: 在MyApplication 的onCreate 最前面输入如下代码

        if (BuildConfig.DEBUG) {
            TraceCompat.beginAsyncSection("App_onCreate",0);
//            Debug.startMethodTracing("APP");
        }

第二步: 在MyApplication 的onCreate 结束位置输入如下代码

        if (BuildConfig.DEBUG) {
            TraceCompat.endSection();
//            Debug.stopMethodTracing();
        }

我的在这里

E:\dev\sdk\platform-tools\systrace>

执行下面的命令
package-name 是app的名字

./systrace.py -b -t 5 sched gfx view wm am app webview -a <package-name>

./systrace.py -b 32768 -t 5  -a <package-name> 

systrace.py -b 32768 -t 5  -a com.sinochem.www.car.owne -o performance.html sched gfx view wm am app

遇到问题: ImportError: No module named win32con

下载地址 https://pypi.org/project/pypiwin32/219/#files
PyPI(Python Package Index)是python官方的第三方库的仓库，找python2.7对应的版本。

打开网页即可

AOP 工具 hugo 的使用

为什么用这个: 用于埋点计算函数运行的时间. 非侵入性.

使用方法

项目根目录build.gradle添加hugo插件依赖

classpath 'com.jakewharton.hugo:hugo-plugin:1.2.1'

主工程或者library的录build.gradle中声明hugo插件。

apply plugin: 'com.jakewharton.hugo'

注意在每个lib里面都要加上你想在那个lib里面打印就在那个lib里面加上这句
3. 在类或方法上声明@DebugLog注解。


    @Override @DebugLog
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
}

效果

2021-01-31 15:03:01.871 26943-26943/com.sinochem.www.car.owner V/MyApplication: ⇢ onCreate()
2021-01-31 15:03:02.161 26943-26943/com.sinochem.www.car.owner V/MyApplication: ⇠ onCreate [289ms]

可以看到运行时间289ms

参考资料:

https://github.com/JakeWharton/hugo

https://juejin.cn/post/6844903945186476040

https://xiaozhuanlan.com/topic/1428095376

BlockCanary 使用

AOP 工具使用 AspectJ

https://ciruy.blog.csdn.net/article/details/102621417?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.control&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.control

https://blog.csdn.net/eclipsexys/article/details/54425414

为什么用这个: 用于埋点计算函数运行的时间. 非侵入性.

操作步骤

Android中使用AspectJ

第一步:
在项目的根目录的build.gradle文件中添加依赖，修改后文件如下

repositories {
    jcenter()
}
dependencies {
    classpath 'com.android.tools.build:gradle:2.3.0'
    classpath 'com.hujiang.aspectjx:gradle-android-plugin-aspectjx:1.0.8'

    // NOTE: Do not place your application dependencies here; they belong
    // in the individual module build.gradle files
}

然后在项目或者库的build.gradle文件中添加AspectJ的依赖

compile 'org.aspectj:aspectjrt:1.8.9'

同时在该文件中加入AspectJX模块

apply plugin: 'android-aspectjx'

aspectjx默认会遍历项目编译后所有的.class文件和依赖的第三方库去查找符合织入条件的切点，为了提升编译效率，可以加入过滤条件指定遍历某些库或者不遍历某些库。

includeJarFilter和excludeJarFilter可以支持groupId过滤，artifactId过滤，或者依赖路径匹配过滤

aspectjx {
    //织入遍历符合条件的库
    includeJarFilter 'universal-image-loader', 'AspectJX-Demo/library'
    //排除包含‘universal-image-loader’的库
    excludeJarFilter 'universal-image-loader'
}

创建性能收集类PreformanceAop
代码如下,直接拷贝

package android.androidlib.utils;

import android.util.Log;

import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.Signature;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;

/**
 * @author liuml
 * @explain
 * @time 2021/1/30 20:47
 */
@Aspect
public class PreformanceAop {

    /**
     * 针对调用的接口（日志的形式）观察执行时间
     */
    private static final String MyApplication = "call(** com.application.MyApplication.*(..))";
    private static final String AcgGlobalInitImpl = "call(** com.init.AcgGlobalInitImpl.*(..))";
    private static final String SplashActivity = "call(** com.biz.splash.SplashActivity.*(..))";

    /**
     * 方法的执行时长
     */
    @Around(MyApplication + "||" + AcgGlobalInitImpl + "||" + SplashActivity)
    public void getComicsApplicationTime(ProceedingJoinPoint joinPoint) {
        getTime(joinPoint);
    }
    /**
     * 获取一个类中所有方法的执行时长
     * call : 代表的是在方法调用的地方添加代码
     * 第一个 * ： 代表的方法的修饰符
     * 第二个 * ： 代表的是方法的返回值类型
     * 第三个 * ： 类名
     * 第四个 * ： 代表的是方法名
     * (..)    ： 参数列表
     * 该方法拦截的是： com.example.qydemo1包下的所有类的方法
     */

    private void getTime(ProceedingJoinPoint joinPoint) {
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        String name = signature.toShortString();
        long time = System.currentTimeMillis();
        try {
            joinPoint.proceed();
        } catch (Throwable throwable) {
            throwable.printStackTrace();
        }
        LogUtils.d(name + " 花费 " + (System.currentTimeMillis() - time)+" 毫秒");
//        LogUtils.d(name + " cost " + (System.currentTimeMillis() - time));
    }

}

注意 MyApplication = “call(** com.application.MyApplication.*(…))”; 是你想拦截的类,每个人的都不一样我这里只是demo样例

AspectJ 语法

https://juejin.cn/post/6844903941054922760

https://zhuanlan.zhihu.com/p/72575832

https://www.jianshu.com/p/691acc98c0b8

优化方案:

异步线程优化:

在MyApplication 初始化一些第三方库的时候使用线程池异步加载

原来的时间:

2021-01-31 15:03:01.871 26943-26943/com.sinochem.www.car.owner V/MyApplication: ⇢ onCreate()
2021-01-31 15:03:02.161 26943-26943/com.sinochem.www.car.owner V/MyApplication: ⇠ onCreate [289ms]

效果:

2021-01-31 16:46:45.652 26568-26568/com.sinochem.www.car.owner V/MyApplication: ⇢ onCreate()
2021-01-31 16:46:45.882 26568-26568/com.sinochem.www.car.owner V/MyApplication: ⇠ onCreate [229ms]

优化了60多毫秒.

针对主线程需要异步线程的结果所采用的方案 CountDownLauch:

不仅可以用在这里. 也可以用在其他地方.

比如在第一个页面就需要异步的结果,就可以使用 CountDownLauch

countDownLatch这个类使一个线程等待其他线程各自执行完毕后再执行。

是通过一个计数器来实现的，计数器的初始值是线程的数量。每当一个线程执行完毕后，计数器的值就-1，当计数器的值为0时，表示所有线程都执行完毕，然后在闭锁上等待的线程就可以恢复工作了。

使用方法:

创建

 private CountDownLatch mCounDownLatch = new CountDownLatch(1);

这里的1 是指有几个地方用到了,也就是说异步任务有几个需要主线程确定执行完毕的.

使用

   ThreadManager.getDownloadPool().execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //屏幕适配
                configUnits();
                mCounDownLatch.countDown();
            }
        });

//在代码的最后 也就是需要确定的地方加上这个
   try {
            mCounDownLatch.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

这样就形成了必须等屏幕适配结束才继续.

使用启动器

为什么采用启动器. 比如多个异步任务,第二个任务需要第一个任务的结果.这样就不好处理了,任务之间有以来关系不好处理. 另一方面不好统计, 代码也不优雅且维护成本高.

启动器核心思想: 充分利用cpu多核,自动梳理任务顺序

代码task化,启动逻辑抽象为Task(比如初始化每一个初始化的操作进行抽象,以及分类)
根据素有任务以来关系排序生成一个有向无环图.(对所有任务进行排序)
多现场按照排序后的优先级依次执行

这个有点像gradle 的task了思想应该是共通的

启动流程
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-kNtifQG7-1612277341022)(https://raw.githubusercontent.com/liudao01/picture/master/img/20210131172532.png)]

我的APP内应用效果

理论篇

启动时间测量方式

1 ADB命令

adb shell am start -W packegname/首屏activity

thisTime : 最后一个Activity启动耗时
TotalTime : 所有Activity 启动耗时
WaitTime : AMS 启动Activity 的总耗时.

特征: 线下方便. 非严谨, 无法带到线上.

启动时间测量方式

2 手动打点使用LaunchTimer工具类记录时间

抽取一个类LaunchTimer 用作工具打点的类
代码如下: 拷贝拿走

public class LaunchTimer {

    private static long sTime;

    public static void startRecord() {
        sTime = System.currentTimeMillis();
    }

    public static void endRecord() {
        endRecord("");
    }

    public static void endRecord(String msg) {
        long cost = System.currentTimeMillis() - sTime;
        LogUtils.d(msg + " cost " + cost + "ms");
    }

}

首页若有列表,在列表adapter里面打点

boolean mHasRecorde;


  if (helper.getAdapterPosition() == 0 && !mHasRecorde) {
            mHasRecorde = true;
            helper.getView(R.id.item_container).getViewTreeObserver()
                    .addOnPreDrawListener(new ViewTreeObserver.OnPreDrawListener() {
                        @Override
                        public boolean onPreDraw() {
                            helper.getView(R.id.item_container).getViewTreeObserver().removeOnPreDrawListener(this);
                            LaunchTimer.endRecord("feed show");
                            return true;
                        }
                    });
        }

在MainActivity里面的 onWindowFocesChanged 里面打点
代码如下

 @Override
    public void onWindowFocusChanged(boolean hasFocus) {
        super.onWindowFocusChanged(hasFocus);
        LaunchTimer.endRecord("onWindowFocusChanged");
    }

打印效果如下:

 feed show cost 1611909626616ms
 onWindowFocusChanged cost 1611909627011ms

手动打点误区: onWindowFocusChanged 只是首帧时间并不是用户所看到的时间
正解: 真实数据展示, (首页若有列表)feed第一条展示的时候,在adapter里面加上监听/ 页面展示的时候

所以我们认为应当将feed第一条展示的时候,当做启动开始时间,在onWindowFocusChanged 是当做启动时间是偏早的.

traceview 工具使用使用说明

startMethodTracing 有几个重载的方法.

     * @param tracePath Path to the trace log file to create. If {@code null},
     *            this will default to "dmtrace.trace". If the file already
     *            exists, it will be truncated. If the path given does not end
     *            in ".trace", it will be appended for you.
     * @param bufferSize The maximum amount of trace data we gather. If not
     *            given, it defaults to 8MB.
     */
    public static void startMethodTracing(String tracePath, int bufferSize) {
        startMethodTracing(tracePath, bufferSize, 0);
    }

下面是解析

  /**
     * tracePath 是路径  bufferSize 文件最大的大小 默认8M  0是个flag 只有一个选项
     */
    startMethodTracing(tracePath, bufferSize, 0);

下表是Traceview界面每个字段表示的含义

列名	描述
Name	该线程运行过程中所调用的函数名
Incl Cpu Time	某函数占用的CPU时间，包含内部调用其它函数的CPU时间
Excl Cpu Time	某函数占用的CPU时间，但不含内部调用其它函数所占用的CPU时间
Incl Real Time	某函数运行的真实时间（以毫秒为单位），内含调用其它函数所占用的真实时间
Excl Real Time	某函数运行的真实时间（以毫秒为单位），不含调用其它函数所占用的真实时间
Call+Recur Calls/Total	某函数被调用次数以及递归调用占总调用次数的百分比
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类似，只不过统计单位换成了真实时间

图表如下

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-J3qxR0Li-1612277341026)(https://raw.githubusercontent.com/liudao01/picture/master/img/QQ%E5%9B%BE%E7%89%8720210130123716.png)]

图表说明:

Thread 说明: 看图可知有12个线程.

左边的图表作用很大:

系统API 是橙色
应用自身的调用是绿色
第三方的 sdk是蓝色

flam chart

重要性不高

火焰图只用来收集相同函数调用的次数

topDown

告诉我们函数的调用列表, 右键点击 jump to source 可以跳转到源码

buttomUp

重要性不高

用于显示一个函数的调用列表, 和topDown 是相反的

使用traceview注意事项

运行时开销很大程序一定会变慢. 可能会带骗优化方向
新版本是用cpu profiler

知道哪个函数耗时，就可以逐个优化耗时操作了

systrace 工具使用使用说明

结合Android内核的数据,生成html报告
API18以上使用,推荐TraeCompat
systrace 实际上是个python脚本.
脚本解析

systrace.py -b 32768 -t 5  -a com.sinochem.www.car.owne -o performance.html sched gfx view wm am app

-b 是生成最大文件的大小 , -t 是监听事件 , -a 后面跟的是包名 , -o 后面是生成的文件名.

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