Android性能测试

2016-08-26 本文已影响3564人 Art_Collector

那些年我们用过的显示性能指标
 Android客户端性能优化（魅族资深工程师毫无保留奉献）
这一次，我优化了37%的内存
 Android性能测试之fps获取
 Android应用性能测试之CPU和内存占用
 android如何查看cpu的占用率和内存泄漏
 如何解决CPU使用率过高问题
 ADB Shell Commands
Android应用性能测试
 强烈推荐转载-Android 性能测试（抱歉，没找到原文）
Android 性能测试实践（四）流量

测试维度

CPU占用率
内存使用
响应时间/加载速度
显示性能（FPS）
电量、流量
Crash
ANR

命令介绍

本文涉及到的命令主要有：

> 表示输出内容写入到文件 eg. echo 121212 > 12.txt
>> 表示输出内容追加到文件 eg. echo 343434 >> 12.txt
Ctrl + c 快捷键：终止命令
adb shell
ps 查看进程的，查看某一进程adb shell ps <packageName>而非adb shell ps | grep <packageName>
top 查看占用率 top -d 1 | grep com.baidu.BaiduMap（以百度地图为例，每一秒打印一次资源利用情况）
adb shell dumpsys <service name>打印当前系统信息。
adb shell dumpsys 输出信息的开始部分就是所有运行的service；
adb shell service list 同样查看所以运行的service

查询到运行的system service后，就可以在dumpsys后面加上service的名字，查看指定的service信息。
adb shell dumpsys activity
adb shell dumpsys cpuinfo
adb shell dumpsys battery
adb shell dumpsys window（最后部分可以看到分辨率的信息）
有些service能够接收额外的参数，我们可以使用-h查看帮助信息。
adb shell dumpsys package -h
adb shell dumpsys activity -h

adb shell cat /proc/cpuinfo 查看CPU信息
adb shell cat /proc/stat 查看CPU使用率
adb shell dumpsys gfxinfo <packageName>查看帧率FPS
adb shell pm list package列出所有的包名
adb shell dumpsys package：列出所有的安装应用的信息
adb shell dumpsys package <packageName>：查看某个包的具体信息

更多内容请参考：ADB Shell Commands

维度分析

CPU占用率

CPU使用背景知识

在开发过程中，我们会遇到手机的CPU使用率过高而引发的问题，那接下来，我对这方面知识做些整理及归纳:
CPU利用率是指：CPU执行非系统空闲进程的时间 / CPU总的执行时间。
而Android关于进程使用率的限制：
前台进程不超过95%,后台进程5%, 但是在系统没有前台进程时，后台进程可以超过5%
(关于什么是前/后台进程，我就不啰嗦了)

可能引发的问题

整体性能降低
界面卡顿
响应慢，容易引起ANR

数据获取
通过ADT中的DDMS来查看

System Information(CPU Load & Memory usage & Frame Render Time)
adb shell $ dumpsys cpuinfo|grep <package>
扩展阅读
top命令如下

130|shell@hnSCL-Q:/ $ top -h
Usage: top [ -m max_procs ] [ -n iterations ] [ -d delay ] [ -s sort_column ] [
-t ] [ -h ]
    -m num  Maximum number of processes to display.// 最多显示多少个进程
    -n num  Updates to show before exiting.// 刷新次数 
    -d num  Seconds to wait between updates.// 刷新间隔时间（默认5秒） 
    -s col  Column to sort by (cpu,vss,rss,thr).// 按哪列排序 
    -t      Show threads instead of processes. // 显示线程信息而不是进程 
    -h      Display this help screen.// 显示帮助文档

查看前5个进程CPU情况

shell@hnSCL-Q:/ $ top -m 5 -s cpu

User 1%, System 2%, IOW 0%, IRQ 0%
User 9 + Nice 1 + Sys 18 + Idle 595 + IOW 0 + IRQ 0 + SIRQ 0 = 623

  PID PR CPU% S  #THR     VSS     RSS PCY UID      Name
11003  0   2% R     1   2788K   1228K unk shell    top
  409  0   0% S     8   9864K   1376K  fg root     /system/bin/jankservice
  872  0   0% S   172 1885420K 199516K unk system   system_server
  207  2   0% S     1      0K      0K  fg root     ksoftirqd/2
 2904  0   0% S     6   5708K    276K unk shell    /sbin/adbd

注：PCY显示是前台进程（fg）还是后台进程（bg）的

日志说明（来自：Android应用性能测试）

User 35%, System 13%, IOW 0%, IRQ 0% // CPU占用率 
User 109 + Nice 0 + Sys 40 + Idle 156 + IOW 0 + IRQ 0 + SIRQ 1 = 306 // CPU使用情况 

PID CPU% S #THR VSS RSS PCY UID Name // 进程属性 
xx  xx% x   xx  xx  xx  xx  xx   xx 

CPU占用率： 
User    用户进程 
System  系统进程 
IOW IO等待时间 
IRQ 硬中断时间 

CPU使用情况（指一个最小时间片内所占时间，单位jiffies。或者指所占进程数）： 
User    处于用户态的运行时间，不包含优先值为负进程 
Nice    优先值为负的进程所占用的CPU时间 
Sys 处于核心态的运行时间 
Idle    除IO等待时间以外的其它等待时间 
IOW IO等待时间 
IRQ 硬中断时间 
SIRQ    软中断时间 

进程属性： 
PID 进程在系统中的ID 
CPU%    当前瞬时所以使用CPU占用率 
S   进程的状态，其中S表示休眠，R表示正在运行，Z表示僵死状态，N表示该进程优先值是负数。 
#THR    程序当前所用的线程数 
VSS Virtual Set Size 虚拟耗用内存（包含共享库占用的内存） 
RSS Resident Set Size 实际使用物理内存（包含共享库占用的内存） 
PCY OOXX，不知道什么东东 
UID 运行当前进程的用户id 
Name    程序名称android.process.media 

// ps：内存占用大小有如下规律：VSS >= RSS >= PSS >= USS 
// PSS  Proportional Set Size 实际使用的物理内存（比例分配共享库占用的内存） 
// USS  Unique Set Size 进程独自占用的物理内存（不包含共享库占用的内存）

查看CPU信息adb shell cat /proc/cpuinfo

查看CPU总使用率：在/proc/stat 下有详细的CPU使用情况，可以使用命令adb shell cat /proc/stat

shell@hnSCL-Q:/ $ cat proc/stat
cpu  17082742 1298092 14400241 128401698 1072426 4115 524675 0 0 0

CPU后面的几位数字分别是

user 从系统启动开始累计到当前时刻，处于用户态的运行时间，不包含 nice值为负进程。
nice 从系统启动开始累计到当前时刻，nice值为负的进程所占用的CPU时间
system 从系统启动开始累计到当前时刻，处于核心态的运行时间
idle 从系统启动开始累计到当前时刻，除IO等待时间以外的其它等待时间
iowait 从系统启动开始累计到当前时刻，IO等待时间
irq 从系统启动开始累计到当前时刻，硬中断时间
softirq 从系统启动开始累计到当前时刻，软中断时间

所以totalCpuTime这个7个属性的和.
CPU总数用率的算法是:100*((totalCpuTimeS-totalCpuTimeF) -(idelS-idelF))/ (totalCpuTimeS-totalCpuTimeF)

详细内容参考：Android获取cpu使用率,剩余内存和硬盘容量

查看当前进程的CPU使用率：/proc/pid/stat下则是该pid的CPU使用情况。先找到自己的进程pid，然后再查看（例如查看com.le.bbs）

shell@hnSCL-Q:/ $ ps com.le.bbs
USER     PID   PPID  VSIZE  RSS     WCHAN    PC        NAME
u0_a170   961   374   1603376 96532 ffffffff 00000000 S com.le.bbs
shell@hnSCL-Q:/ $ cat /proc/961/stat
961 (com.le.bbs) S 374 374 0 0 -1 4194624 83875 0 1 0 2785 532 0 0 20 0 28 0 698
196143 1641857024 24133 4294967295 1 1 0 0 0 0 4612 0 38136 4294967295 0 0 17 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
shell@hnSCL-Q:/ $

其中2785 532 0 0 四个数字分别是
utime 该任务在用户运行状态的时间
stime 该任务在核心运行的时间
cutime 所有已死线程在用户状态运行状态的时间
cstime 所有已死线程在核心的运行时间

所以processCpuTime为这个四个属性的和。当前进行所占CPU的算法是:100*(processCpuTimeS-processCpuTimeF)/(totalCpuTimeS-totalCpuTimeF)

详细内容参考：Android获取cpu使用率,剩余内存和硬盘容量

内存使用

内存限制

adb shell进入手机，这此参数被纪录在/system/build.prop中,如果想直接查看可以使用adb shell getprop
dalvik.vm.heapgrowthlimit 单个应用程序最大内存限制,超过这个值会产生OOM
dalvik.vm.heapstartsize 应用启动后分配的初始内存
dalvik.vm.heapsize 单个java虚拟机最大的内存限制,超过这个值会产生OOM

以下是在dos中，在linux中可以直接adb shell getprop|grep

C:\Users\bugeikan :-)>adb shell
shell@hnSCL-Q:/ $ cat /system/build.prop|grep heapgrowthlimit
dalvik.vm.heapgrowthlimit=192m
shell@hnSCL-Q:/ $ cat /system/build.prop|grep heapstartsize
dalvik.vm.heapstartsize=14m
shell@hnSCL-Q:/ $ cat /system/build.prop|grep heapsize
dalvik.vm.heapsize=512m
shell@hnSCL-Q:/ $

数据获取
查看内存使用情况

shell@hnSCL-Q:/ $ dumpsys meminfo com.le.bbs
Applications Memory Usage (kB):
Uptime: 1135059305 Realtime: 7004018879

** MEMINFO in pid 3336 [com.le.bbs] **
                   Pss  Private  Private  Swapped     Heap     Heap     Heap
                 Total    Dirty    Clean    Dirty     Size    Alloc     Free
                ------   ------   ------   ------   ------   ------   ------
  Native Heap     4169     4136        0        0     5748     5427      320
  Dalvik Heap    23306    23028        0        0    34152    29625     4527
 Dalvik Other      578      576        0        0
        Stack      220      220        0        0
      Gfx dev     9600     9600        0        0
    Other dev        5        0        4        0
     .so mmap      728      188      144        0
    .apk mmap      260        0       44        0
    .ttf mmap      252        0      128        0
    .dex mmap     6444        0     6320        0
    .oat mmap     1459        0      368        0
    .art mmap     1210      948        0        0
   Other mmap       24        4        8        0
      Unknown      129      128        0        0
        TOTAL    48384    38828     7016        0    39900    35052     4847

 Objects
               Views:      133         ViewRootImpl:        1
         AppContexts:        3           Activities:        1
              Assets:        3        AssetManagers:        3
       Local Binders:        7        Proxy Binders:       12
       Parcel memory:        3         Parcel count:       12
    Death Recipients:        0      OpenSSL Sockets:        0

 SQL
         MEMORY_USED:        0
  PAGECACHE_OVERFLOW:        0          MALLOC_SIZE:        0

shell@hnSCL-Q:/ $

查看内存使用率状况adb shell top

User 1%, System 3%, IOW 0%, IRQ 0%

User 8 + Nice 0 + Sys 21 + Idle 599 + IOW 0 + IRQ 0 + SIRQ 0 = 628

  PID PR CPU% S  #THR     VSS     RSS PCY UID      Name

27047  0   2% R     1   2800K   1240K unk shell    top

  409  0   0% S     8   9864K   1376K  fg root     /system/bin/jankservice

 9883  2   0% S     6   5812K    424K unk shell    /sbin/adbd

13754  3   0% S    39 1659460K  59560K  bg u0_a68   com.tencent.mobileqq:MSF

注：PCY显示是前台进程（fg）还是后台进程（bg）的

内存耗用：VSS/RSS/PSS/USS 的介绍

VSS - Virtual Set Size 虚拟耗用内存（包含共享库占用的内存）
RSS - Resident Set Size 实际使用物理内存（包含共享库占用的内存）
PSS - Proportional Set Size 实际使用的物理内存（比例分配共享库占用的内存）
USS - Unique Set Size 进程独自占用的物理内存（不包含共享库占用的内存）

一般来说内存占用大小有如下规律：VSS >= RSS >= PSS >= USS

响应时间/加载速度

响应时间主要分为3类

首次启动 --应用首次启动所花费的时间
非首次启动 --应用非首次启动所花费的时间
应用界面切换

数据来源
adb shell am start -W <pkg/activity> 可参考Android_adb shell am/pm使用

启动某个Activity时间
通过使用android提供的DisplayManager来获取所有Activity的启动时间。

C:\Users\yuhushuan>adb logcat > d:\test\logcat.log
^C
C:\Users\yuhushuan>d:
D:\>cd test
D:\test>find "Displayed" logcat.log > all.log //通过“Displayed”过滤

显示性能

性能指标

指标名称	指标意义	基础数据来源	采集方式	用途
FPS	系统合成帧率	SurfaceFlinger	adb shell	监控
Aggregate frame stats	应用跳帧次数、幅度	FrameInfo	adb shell	监控/上报
Jankiness count	（估算）应用跳帧次数	FrameInfo（128帧）	adb shell	定位
Max accumulated frames	（估算）应用跳帧幅度	FrameInfo（128帧）	adb shell	定位
SM	应用绘制轮询频率	Choreographer	多种方式	监控
Skipped frames	应用跳帧次数、幅度	Choreographer	多种	监控/定位/上报

数据来源

命令行获取
adb shell dumpsys gfxinfo <PackageName>主要数据来源：gfxinfo（Profile data in ms）

adb shell dumpsys SurfaceFlinger --latency <pkg/activity> Android性能测试之fps获取

数据展示

数据参考
1. FrameInfo 相关指标无法直接进行缺陷定位，但 FrameInfo 当中包含了大量详尽的绘制基础数据，对于缺陷定位也有较大帮助；
2. 关于缺陷定位过程中连续掉帧阈值的选取，可参考维基百科中提到几个重要的帧率数值：
- 12 fps：由于人类眼睛的特殊生理结构，如果所看画面之帧率高于每秒约10-12帧的时候，就会认为是连贯的
- 24 fps：有声电影的拍摄及播放帧率均为每秒24帧，对一般人而言已算可接受
- 30 fps：早期的高动态电子游戏，帧率少于每秒30帧的话就会显得不连贯，这是因为没有动态模糊使流畅度降低
- 60 fps：在实际体验中，60帧相对于30帧有着更好的体验
以上各数据分别对应： 0 帧、1帧、2.5帧、5~6帧。（这就是为啥选择3/6的原因）
相关阅读

Fps Versus Frame Time
量化和优化用户与 Android 设备之间的交互
 测试显示性能－基于Android M 开发者预览版

电量、流量

流量测试，同样需要引入几个名词
中等负荷：应用正常操作
高负荷：应用极限操作

流量测试包括以下测试项：
a、应用首次启动流量提示
b、应用后台连续运行2小时的流量值
c、应用高负荷运行的流量峰值
d、应用中等负荷运行时的流量均值
数据来源
通过PID

D:\test>adb shell ps com.le.bbs
USER     PID   PPID  VSIZE  RSS     WCHAN    PC        NAME
u0_a170   29273 374   1679132 173580 ffffffff 00000000 S com.le.bbs

D:\test>adb shell cat /proc/29273/net/dev > net.txt

D:\test>

以下为net.txt内容：

Inter-|   Receive                                                |  Transmit

 face |bytes    packets errs drop fifo frame compressed multicast|bytes    packets errs drop fifo colls carrier compressed

r_rmnet_data7:       0       0    0    0    0     0          0         0        0       0    0    0    0     0       0          0

r_rmnet_data4:       0       0    0    0    0     0          0         0        0       0    0    0    0     0       0          0

 wlan0: 36971167   30768    0    5    0     0          0         0  1731561   20200    0    0    0     0       0          0

r_rmnet_data1:       0       0    0    0    0     0          0         0        0       0    0    0    0     0       0          0

  p2p0:       0       0    0    0    0     0          0         0        0       0    0    0    0     0       0          0

  sit0:       0       0    0    0    0     0          0         0        0       0    0    0    0     0       0          0

dummy0:       0       0    0    0    0     0          0         0        0       0    0    0    0     0       0          0

rmnet0: 157348588  265691    0    0    0     0          0         0 41547752  311861    0    0    0     0       0          0

r_rmnet_data6:       0       0    0    0    0     0          0         0        0       0    0    0    0     0       0          0

r_rmnet_data3:       0       0    0    0    0     0          0         0        0       0    0    0    0     0       0          0

    lo: 279636994  548567    0    0    0     0          0         0 279636994  548567    0    0    0     0       0          0

rmnet_data7:       0       0    0    0    0     0          0         0        0       0    0    0    0     0       0          0

rmnet_data6:       0       0    0    0    0     0          0         0        0       0    0    0    0     0       0          0

rmnet_data5:       0       0    0    0    0     0          0         0        0       0    0    0    0     0       0          0

rmnet_data4:       0       0    0    0    0     0          0         0        0       0    0    0    0     0       0          0

rmnet_data3:       0       0    0    0    0     0          0         0        0       0    0    0    0     0       0          0

rmnet_data2:       0       0    0    0    0     0          0         0        0       0    0    0    0     0       0          0

rmnet_data1:       0       0    0    0    0     0          0         0        0       0    0    0    0     0       0          0

rmnet_data0: 152976131  263638    0    0    0     0          0         0 41547752  311861    0    0    0     0       0          0

r_rmnet_data8:       0       0    0    0    0     0          0         0        0       0    0    0    0     0       0          0

r_rmnet_data0:       0       0    0    0    0     0          0         0        0       0    0    0    0     0       0          0

r_rmnet_data5:       0       0    0    0    0     0          0         0        0       0    0    0    0     0       0          0

r_rmnet_data2:       0       0    0    0    0     0          0         0        0       0    0    0    0     0       0          0

这边的wlan0代表wifi 上传下载量标识! 上传下载量单位是字节可以/1024换算成KB
这里可以看到下载的字节数、数据包和发送的字节数、数据包

小技巧：wlan0这些值如何初始化0 很简单你打开手机飞行模式再关掉就清0了

通过UID
adb shell cat /proc/<pid>/status 测试pid=29273，查看结果uid=10170
adb shell cat /proc/net/xt_qtaguid/stats > allnet.txt
find "10170" allnet.txt

D:\test>adb shell cat /proc/net/xt_qtaguid/stats > allnet.txt

D:\test>find "10170" allnet.txt

---------- ALLNET.TXT
idx iface acct_tag_hex uid_tag_int cnt_set rx_bytes rx_packets tx_bytes tx_packets rx_tcp_bytes rx_tcp_packets rx_udp_bytes rx_udp_packets rx_other_bytes rx_other_packets tx_tcp_bytes tx_tcp_packets tx_udp_bytes tx_udp_packets tx_other_bytes tx_other_packets

56 wlan0 0x0 10170 0 10729 55 6033 100 10729 55 0 0 0 0 6033 100 0 0 0 0
57 wlan0 0x0 10170 1 3245372 3410 254265 3412 3245372 3410 0 0 0 0 254265 3412 0
 0 0 0
154 rmnet_data0 0x0 10170 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
155 rmnet_data0 0x0 10170 1 2261 4 482 5 2261 4 0 0 0 0 482 5 0 0 0 0

其中第6和8列为 rx_bytes（接收数据）和tx_bytes（传输数据）包含tcp，udp等所有网络流量传输的统计。一个uid可能对应多个进程，所以这有两行流量是累加的就求和就行。

Crash

数据获取

将crash log上报给服务器，不再赘述
第三方工具：友盟统计、百度统计

ANR

第三方测试工具

GT
安测试
腾讯APT

Android性能测试

测试维度

命令介绍

维度分析

CPU占用率

CPU使用背景知识

可能引发的问题

数据获取

扩展阅读

内存使用

内存限制

数据获取

内存耗用：VSS/RSS/PSS/USS 的介绍

响应时间/加载速度

数据来源

显示性能

性能指标

数据来源

数据参考

相关阅读

电量、流量

数据来源

Crash

数据获取

ANR

第三方测试工具

猜你喜欢

热点阅读