（一）Android 性能优化 Cpu Profiler
小酌鸡汤
业精于勤，荒于嬉。
本文来源《Android 性能优化 全家桶》
为什么优化Cpu使用率?
优化应用的 CPU 使用率能带来诸多好处，如提供更快、更顺畅的用户体验，以及延长设备电池续航时间。
性能低会引起哪些现象?
常见的表现有启动时间久、界面切换慢、页面刷新掉帧、卡顿、耗电，还会引发应用无响应、程序崩溃的现象。
论工具的重要性
当我们遇到性能瓶颈时，如何来定位性能问题？如果你还停留在肉眼判断、多次复现总结规律、二分法代码注释删除测试、增加log观察、debug断点…这个时候就需要定性和定量分析了…
是可忍熟不可忍，大声的喊出：我需要工具、工具、工具…
为什么要用profiler？
分析cpu性能的工具有很多，有traceview(profiler已经替代它了)，profiler， systrace，以及perfetto(用来替代systrace)。不要急，后续都会系列文章中介绍…
profiler在与应用交互时实时检查应用的cpu使用率和线程活动，也可以检查记录方法跟踪数据、函数跟踪数据和系统跟踪数据的详细信息。举个栗子，profiler可以查看某段时间某个线程执行了哪些方法，以及方法耗时和调用堆栈等信息。
现在，就一起实操体验profiler吧！
（1）profiler实操环境（可选项，用自己的环境和代码也一样）
- SamplePop代码下载
- SamplePop环境如下：
Android Studio 4.0
Gradle version 6.1.1
Android API version 30
（2）打开profiler
- profiler打开位置：View -> Tool Windows -> Profiler
- 当然也可以直接运行程序并启用profiler监控：Run -> Profiler
（3）来吧，一起预览一下吧：
profiler概览
（4）点击cpu分类栏，就可以进入到cpu profiler详情页：
cpu-profiler录制前概览
- 窗口1：分别由以下几个功能按钮组成
性能分类切换按钮,包括：cpu、memeory、network、energy。
选择记录配置按钮,包括：对java方法采样、跟踪java方法、对c/c++函数采样、跟踪系统调用。如果大家要详细了解记录配置的区别，直接移步到文章结尾的官网链接。
记录开始和停止按钮，包括：record、stop。 - 窗口2：页面调整按钮集合，包括：缩小，放大、重置、暂停、开始等。
- 窗口3：事件时间轴，显示Activity的生命周期不同状态，用户交互事件，如点击，旋转等。
- 窗口4：cpu时间轴，显示实时cpu使用率以及当前使用线程总数。也会有其他进程的cpu使用率显示，方便进行对比。
- 窗口5：线程活动时间轴，列出属于应用进程的每个线程，并使用下面列出的颜色在时间轴上指示它们的活动。
绿色：表示线程处于活动状态或准备使用 CPU。也就是说，线程处于正在运行或可运行状态。
黄色：表示线程处于活动状态，但它正在等待一项 I/O 操作（如磁盘或网络 I/O）。
灰色：表示线程处于休眠状态并且没有占用任何 CPU 时间。
（5）录制一段cpu监听记录(在录制过程中，执行一些操作，在观察录制数据时，更好分析寻找切入点)：
cpu-profiler录制中概览
（6）点击stop按钮，完成录制：
cpu-profiler录制完成概览
- 1.选定范围：可以拖动选择想分析的数据部分
- 2.交互事件：显示用户交互事件，比如点击，旋转等，还显示生命周期的状态
- 3.应用线程：图形显示用户线程状态，双击具体某个线程可以进入此线程的call chart（调用栈的重新组织和可视化呈现）详情显示
- 4.分析类别标签（如果大家要详细了解分类标签的区别，直接移步到文章结尾的官网链接）：
TopDown：汇总了具有相同调用堆栈的完全相同的方法的跟踪信息。优势：方便观察其中每一步所消耗的精确时间，也支持按单独维度进行排序，这点同样非常实用
Flame Chart : 倒置的调用图表，展示调用栈的聚合信息（Flame chart 标签页提供了 Top down 标签页的图形表示方式）。优势：便于发现总耗时很长的调用链
BottomUp：从底部开始构建，反向构建出树。优势：方便地找到某个方法的调用栈 - 5.过滤器：搜索过滤，matchCase区分大小写，Regex使用正则表达式
- 6.事件类型：Wall Clock Time实际经过时间，Thread Time消耗cpu时间
（6.1）解惑环节（只针对旧版用户）
好了，到了这里，估计有些人就有些疑惑了，这跟我的录制结果不一样啊，最起码长相都变了…时间戳去哪儿了？Call chart去哪儿了？之前是垂直布局显示，现在怎么是整体左右分屏显示？why?
莫急，莫急，请容我们慢慢缕，先喝一口82年的拉菲…
第一个问题：为什么长相都变了，因为我用的是AndroidStudio 4.0的版本，如果大家喜欢新版风格，升级以下就行，如果不喜欢，用自己的就行，本质都一样。
第二个问题：时间戳去哪儿了？其实时间戳还在，只是之前时绝对时间戳，现在变成了相对时间错，比如录了10秒钟，时间戳就是从0s -> 10s。
第三个问题：Call chart呢？现在怎么是左右分屏显示？因为新版对分类标签页做了优化。在之前的版本中， 你是不是还为 call chart与 其他标签频繁切换而苦恼不已？你是不是在为录制时做了哪些操作而头疼不已？…下面的新版新特性为您解答。
新版本新特性：
1. 将之前的Event事件显示窗格，用Interaction窗格替代（对交互事件做了细分，查看起来直观方便方便）
2. 将Call chart分析窗口与Threads窗口信息进行聚合处理，在具体的Threads窗口选则一个（比如main），双击进入，发现里面就是Call chart分析窗口，这样有个好处是，call chart可以与其他三个分析类别（TopDown/FlameChart/BottomUp）进行联动数据分析，这是我最喜欢的地方。
（7）录制完成分析环节：
（7.1）SamplePop示例代码：
cpu-profiler使用SamplePop代码展示
（7.2）Call Chart
cpu-profiler call chart分析图
当未选择具体方法时，每个方法会是三种颜色中的一种：
- 绿色：应用自有方法的调用
- 蓝色：第三方 API（包括 Java 语言 API）的调用
- 橙色：系统 API 的调用
（7.3）Flame Chart
cpu-profiler flame chart分析图
一目了然的可以看出哪个方法的总耗时最长，然后既可以一步步尝试解决掉它（在SamplePop中，很显然是在循环中执行log打印，大量消耗了cpu）
（7.4）Top Down
cpu-profiler Top Down分析图
有没有什么惊喜的发现，是不是和上面的flame chart一样，以下子就发现了log函数消耗此方法的49.5% cpu,只是 flame chart的图标形式更直观一些。
（7.5）Bottom Up
cpu-profiler Bottom Up分析图
怎么样，是不是涛声依旧？而且从默认的排序就可以看出，哪个方法最消耗cpu。其实三个分类以不同的方式展示问题，各有优势，适当选择即可。
（7.6）极简模式
上面分析呢，都是从一个简单的例子来讲述工具的使用，方便大家理解。只要掌握了基本的工具使用和分析方法，再经过项目的实际使用，相信大家就会游刃有余的解决各种问题。
你是不是以为要结束了？其实并没有…
（8）在应用启动过程中记录 CPU 活动
（8.1）手永远没有机器快，要分析应用的启动过程，全靠它
cpu-profiler 在应用启动过程中记录 CPU 活动
（8.2）然后 Run -> Profiler 启动应用（当应用一启动，则启动了cpu数据跟踪记录）。下面是应用启动后的生成数据：
cpu-profiler 在应用启动过程中记录文件生成
（9）使用 Debug API 记录 CPU 活动
（9.1）当不满足于以上的定位和分析方式，你还想：
- 精确地控制设备何时开始和停止记录跟踪信息
-
设备能使用您指定的名称保存跟踪日志，便于您日后轻松识别各个日志文件
那么Debug API你值得拥有。
cpu-profiler Debug API trace文件生成
（9.2）然后通过adb命令将trace文件pull出来：
- adb pull /sdcard/Android/data/com.kejiyuanren.pop/files/kejiyuanren.trace .(这个.表示当前命令窗口的路径)
-
再用Android profiler将trace文件导入（Sessions窗口有导入按钮）
cpu-profiler Debug API trace文件导入分析
（9.3）Debug API 是不是很好用？不过还有以下一些点需要注意：
- 官网说，使用Debug API需要声明外部存储权限，但是我的工程没有声明也照样可以用（尴尬，可能是我用的新版本的原因吧）。
- 这种方式会使得应用速度变慢，可以通过相对时间来确认优化是否有效果，对比优化前后的耗时间即可
- trace文件追踪的名字要改变，不然会进行覆盖处理
小编的扩展链接
参考链接
终于结束了，开心的笑吧
举手之劳，赞有余香！ ❤ 比心 ❤
