基础知识

造成卡顿的原因很多，不过最终都会反映到 CPU 的时间上。
CPU 时间分为两种：

• 用户时间：执行用户态应用程序代码所消耗的时间；
• 系统时间：执行内核态系统调用所消耗的时间，包括 I/O、锁、中断以及其它系统调用的时间。

1. CPU 性能

• 获取 CPU 核心数

cat /sys/devices/system/cpu/possible
0-7

• 获取某个 CPU 的频率

cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_max_freq
2016000

2. 卡顿问题分析指标

2.1 出现问题后，首先应该查看 CPU 的使用率

/proc/stat     # 整个系统的 CPU 使用情况 

/proc/[pid]/stat    # 某个进程的 CPU 使用情况

Linux环境下进程的CPU占用率

其中比较重要的字段有：

proc/self/stat:
  utime:       用户时间，反应用户代码执行的耗时  
  stime:       系统时间，反应系统调用执行的耗时
  majorFaults：需要硬盘拷贝的缺页次数
  minorFaults：无需硬盘拷贝的缺页次数

如果 CPU 使用率长期大于 60% ，表示系统处于繁忙状态，就需要进一步分析用户时间和系统时间的比例。

对于普通应用程序，系统时间不会长期高于 30%，如果超过这个值，应该进一步检查是 I/O 过多，还是其他系统调用问题。

几个常用的命令：

• top 命名查看哪个进程是 CPU 的消耗大户；
• vmstat 命令实时动态监控操作系统的虚拟内存和 CPU 活动；
• strace 跟踪某个进程中所有的系统调用

2.2 还需要查看 CPU 的饱和度

CPU 饱和度反映的是线程排队等待 CPU 的情况，也就是 CPU 的负载情况。

CPU 饱和度首先会跟应用的线程数有关，如果启动线程过多，容易导致系统不断地切换执行的线程，把大量的时间浪费在上下文切换。

3. Android 卡顿排查工具

3.1 Traceview

Android Profiler 简介和实践入门——CPU

Android性能优化之CPU Profiler

3.2 systrace

通常可以使用 systrace 跟踪系统的 I/O 操作、CPU 负载、Surface 渲染、GC 等事件。

3.3 Simpleperf

分析 Native 代码的耗时

4. 可视化方法

4.1 Call Chart

Call Chart 是 Traceview 和 systrace 默认使用的展示方式。它按照应用程序的函数执行顺序来展示，适合用于分析整个流程调用。

A 函数调用 B 函数，B 函数调用 C 函数，循环三次，如下

Call Chart Call Chart

4.2 Flame Chart

火焰图，以一个全局的视野来看待一段时间的调用分布，可以很自然地把时间和空间两个维度上的信息融合在一张图上。

Flame Chart FlameChart2