android效能最佳化實戰前篇

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本文地址：http://blog.csdn.net/iamws/article/details/51629160

前言：

        最近因為某項目cpu，記憶體的使用率實在讓人不敢恭維；手機發燙，電量下降已經讓使用者無法忍受；頻繁快速迭代發版導致各種效能問題突出；由於之前產品不考慮低端手機情況，低端手機直接跑到崩潰，直接體現的是DAU的急速下降；最終在競品的對比資料下，開始重視這塊事情了，也給了我們半個月時間去最佳化效能。

目標：

       效能達到並且低於競品的消耗值，並且能讓低配使用者也能玩起來。

這就是這篇文章的來源了，算作這一階段最佳化後的個人總結吧，切入正題：我們都知道在短時間大改動的產品迭代期，效能問題會比較突出，特別是敏捷新功能開發，由於每個開發人員都有自己的思維，最終如果在沒有好的架構約束下，問題就會越來越多，滾雪球般，體現最明顯的就是記憶體流失，布局層次過深，measure計算過多，動畫繪製問題，io，自訂控制項的draw裡面對象建立，線程濫用，handler裡面丟了個外部對象不清除，內部類與匿名類問題等，所以實戰的第一步就是定位問題，而定位問題，最好的就是使用各種成熟工具：

首先介紹一下常用工具：

1、android studio/intellij裡面的記憶體，cpu監控器

2、DDMS裡面那一排的功能

3、MAT

4、手機的開發人員模式下的各種選項

5、fiddle/wireshark等一些抓包的代理工具

6、其他協助工具輔助等

相信這些工具網上一搜一大把教程，不過這裡我還是囉嗦下，畢竟用好工具是最重要的一步（因為解決大多效能問題就要靠技術積累去瞭解並改動代碼實現了）：

ps：下面只是簡單介紹各個工具的功能，不會涉及過多工具的使用方法，如果需要查看使用方法的話麻煩大家google一下，如果對這些工具都比較熟悉的就可以不用看下面了，等接下來後續的執行個體分析和總結吧(┬＿┬)

第一個，直接用IDE的cpu，記憶體監視器，也就是的這些monitor

啟動方法：

通過運行app的過程中觀察整個圖表變化，如果有效能問題的可以很明顯的看到線的走勢圖會出現異常，這個是最簡單的查看器。

可用於查看：GC過程，記憶體配置，cpu使用real time等

• Show a graph of available and allocated Java memory over time.
• Show garbage collection (GC) events over time.
• Initiate garbage collection events.
• Quickly test whether app slowness might be related to excessive garbage collection events.
• Quickly test whether app crashes may be related to running out of memory

具體使用方法可見官方文檔：

https://developer.android.com/studio/profile/am-memory.html

https://developer.android.com/studio/profile/am-cpu.html

第二個：DDMS（重點）

啟動方法：

這個裡面功能很全，debug，抓布局，截屏，線程，抓效能資料，GPU樣樣都有，基本也是最佳化過程中用的最多的工具了

1、debug開關

2、在13（heap viewer）中顯示當前記憶體狀況

3、抓取當前時刻進程中記憶體資料，是dump下來hprof檔案，這個檔案就是要結合後面重點的MAT工具用來分析記憶體用的（重點）

4、記憶體回收，立即GC

5、在12（thread viewer）當中顯示當前進程裡面所有線程的運行狀態（重點）

6、可以抓取一段時間內整體cpu使用狀況（Traceview），用來分析方法在cpu的消耗情況（重點）

7、停止

8、截屏

9、擷取當前手機布局整體的緯度，用來分析UI嵌套繪製樹（重點）

10、這個工具需要積累一定的系統知識才能用的好，特別是要知道那些方法是處理介面UI，那些是處理資源調度什麼的，因為這是對系統整體的綜合追蹤，開啟過程中可以自己過濾一些分析對象，最終會產生一個網頁檔案，通過瀏覽器可以看到裡面的圖表結構,我主要是用這個分析webview的效能和vsync下UI卡頓原因的，這個vsync是什麼後面會講

11、分析GPU的繪製（硬解碼好東東，分擔cpu的）

12、線程展示框

13、記憶體展示框

14、對象分配展示框

15、網路使用框

16、檔案瀏覽框

17、類比機avd控制器

18、整體系統狀態餅狀圖（CPU,記憶體，frame）

第三個MAT工具：

表徵圖長的像eclipse的傢伙，以前用eclipse可以直接從裡面開啟，好像這個工具就是eclipse這邊搞的（錯了勿噴哈）

工具官方地址：http://www.eclipse.org/mat/

這個工具作用很重要，分析記憶體流失，還有整體記憶體狀態就靠它了

開啟上面我們用DDMS第三個功能dump下來的hprof檔案後如樣子：（原諒我從官網偷的圖，注意ddms抓的hprof檔案要用到android sdk的tools下面的hprof-conv.exe轉換一下才行）

從這個工具裡面我們可以看到當時應用中有哪些對象，而且用這個工具可以跟蹤整個對象在GC root下整體引用過程，這塊知識需要用到java的GC原理，用這個工具主要是用來找記憶體流失的，也就是通過這個工具，我可以知道應該要被回收的對象，為什麼沒有被回收，它的引用樹是什麼樣的，這樣就能去代碼中定位問題所在了，還有可以用這個工具看看對象記憶體的使用方式，分析哪些對象可以用對象池，哪些對象new的數目特別多等

第四個：安卓手機裡面的開發人員模式

這個工具可以直接很直觀的看過度繪製，cpu記憶體使用量情況，各個布局的邊界，surface更新閃爍，不保留活動等，主要用來直觀的看出APP的健全狀態，還有home回首頁後的activity調試，重點主要還是分析過度繪製

下面給出開啟了過度繪製驗證時候的介面顏色分析圖吧：

ps：無色還有可能是用了surfaceview這種另外的window層

第五個：抓包工具：

這個主要是針對webview，還有各種網路通訊的時候使用，用來分析包的情況還有資料請求情況，可以發現很多請求是否必要或者能夠減少請求頻率，減少回複大小，達到減少解析或者壓縮的cpu損失

fiddle工具左側為請求區，右側為協議內部內容，這個主要是對http和https的

第六個：其他工具

先說一個：電量統計battery-historian

地址：https://github.com/google/battery-historian

這個工具依賴萬能的adb，其他工具實際上也就是都利用adb的，只不過更視圖可視化了，如果adb用的溜，那確實可以直接在命令列中就可以看很多資料了

這裡就舉例說下效能調試中對電量使用擷取的方法吧：

先初始化

adb shell dumpsys batterystats --enable full-wake-historyshell dumpsys batterystats --reset

然後運行app一段時間後利用bugreport日誌可以匯出


adb bugreport > bugreport.txt

開啟txt可以找到這段話

這個就是可以看出電量使用方式了，但是既然說了上面有個工具，那肯定要用上啦，

使用上面的工具轉換成html可以更方便查看（ps：上面的工具是python的，需要配置下python環境）

python historian.py -a bugreport.txt > batteryhistory.html

原諒我盜用了作者的圖，裡面可以統計很多資訊：

具體要分析什麼，大家可以看github上作者對每個功能的詳細介紹吧。

好了，效能分析前篇準備工作就是熟悉工具，以及會使用工具抓分析資料，接下來就是一些理論和實戰的東西了，工具分析就到這了，如果大家需要我出一套工具的詳細使用方法那就多留言吧，我爭取可以抽時間出來針對每一個工具都做個詳細分析~

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