初探android应用性能分析

如果一个android应用打开时比较慢，或者使用起来比较卡。这个可能是客户端代码有待优化，也可能是服务端性能比较挫。对一个客户端开发者而言，在客户端代码中增加相关debug日志，即可比较准确地定位问题。但这活要落到一个服务端开发人员手里，要怎么办？

本文将在没有apk源码的情况下，以服务端开发人员的视角进行客户端app性能的分析。

在分析之前，我们先补充点android基础知识。

android基础知识

我们所说的android应用，一般都是通过将一个以apk结尾的文件安装在手机等移动设备上才能运行起来的。所以我们先从apk说起。

什么是apk

我们先从网上下载一个apk
$ wget http://shouji.360tpcdn.com/131106/0124832c4cf8c35a762cfece3bac52b1/com.sina.weibo_650.apk

然后查看这个文件的类型
$ file com.sina.weibo_650.apk
com.sina.weibo_650.apk: Zip archive data, at least v2.0 to extract

会发现com.sina.weibo_650.apk是一个zip压缩文件。解压缩后的文件，主要包括一些资源文件，一些配置文件，一些类库，还有一个class.dex。目录结构如下
AndroidManifest.xml
assets
classes.dex
lib
META-INF
org
res
resources.arsc

粗略一看，发现 class.dex 这个文件有5.9M，这应该就是主角。继续执行如下命令
$ file classes.dex
classes.dex: Dalvik dex file version 035

因为没有开发过android应用，不明白用java开发的app和这个Dalvik dex file之间有什么关系？所以我们先跳出apk的视角。

android平台架构

如上图，android基于linux操作系统，使用linux内核与设备的硬件进行交互。在内核之上，又抽象出了一层，包括Dalvik虚拟机等。

因为dex是Dalvik VM Executes的全称，即android Dalvik虚拟机执行程序。

那一个apk的生产和执行过程将是：
*.java -> *.class -> classes.dex（classes.dex将由Dalvik VM转换成机器码，由linux内核交给cpu去执行）

这样的话，在linux系统上使用profile软件的经验，也将派上用场。

android相关基础知识先介绍到此，感兴趣的请进一步查阅本文后面的参看资料。

android应用性能分析

apk启动速度

在分析之前，我们先看看android程序的执行流程

如上图，只要获取到启动ActivityManager所需要的时间，即是apk的启动时间。

adb logcat | grep ActivityManager

其中”Displayed”对应的时间，即是launch Activity对应的时间，也就是apk启动时间，也可以使用如下命令：

adb logcat -c && adb logcat -s ActivityManager | grep  "Displayed"

要使用 adb，需要先用usb线连接电脑和手机，并在手机的设置->开发者选项中开启USB调试
adb这个工具，可以通过在android sdk的platform-tools目录中找到。后面介绍的systrace也在这个目录。

页面渲染性能

android应用中的页面，是由android系统一帧，一帧地绘制的，其中每一帧的处理如下图：

即：
计算视图大小（measure） -> 安置视图的位置（layout） -> 绘制（draw）视图

通过收集每帧的处理时间，即可以了解页面的渲染性能。

当fps（每秒处理帧数，页面刷新率）为60时，页面的渲染看起来会比较平滑，这就需要每帧的处理时间不能大于16ms（1000/60）

要检测一个应用在渲染页面时的每帧处理时间，通过如下命令，即可获得每帧的处理时间
adb shell dumpsys gfxinfo com.sina.weibo

在输出日志的Profile数据段，包含了三列Draw，Process，Execute分别对应的处理时间，单位是ms。这三列的总和，就是渲染每帧时的处理时间。如
Draw Process Execute
0.95 0.93 0.72
0.84 1.16 0.56
0.83 0.89 0.69
1.32 2.15 1.14
1.29 1.37 1.01

在进行分析之前，需要在设置->开发者选项中点击GPU呈现模式分析，选择在adb shell dumpsys gfxinfo中。

收集步骤：
1.重新启动app
2.在界面完全加载完之后，在界面上慢慢上下滑动几个像素
3.在终端执行adb shell dumpsys gfxinfo com.sina.weibo
这时将在终端输出页面渲染时的最后128帧中每帧所花费的时间，将相关数据贴到excel表格中，点击其中的insert->chart，即可生成相关图表