• [个人总结分享] 安卓端性能测试 (思路及方案设计篇)

开篇前述：

续《安卓端性能测试 (思路及方案设计篇)》列下主要数据来源，毕竟性能还是要和数据打交道，了解数据来源和探索利用数据的形式很重要，总结下一些常用数据来源。
数据源的文本截取就是编程语言基础能力了。我常用 shell+busybox 设计安卓端监控脚本，通过 busybox 的 sed，grep，awk 解决，两个主要思想：
1、文本流处理，同时截取处理，复杂逻辑设计 awk 解决
2、能文本流一次性保存就不要分多步，影响处理性能
还有一点主导我设计的思想是在监控结果呈现上：通过数据统计引导数据关注点，通过排序引导关键数据呈现。(比如在内存数据呈现上，除了峰值排序，还会关注极值差排序)

正篇开叙

时间数据来源

1、秒级精度
（1）date 命令获取的时间

2、分秒精度
（2）/proc/uptime

3、毫秒精度
（1）Log 时间戳
（2）uiautomator events 信息的 EventTime

4、微秒精度
（1）系统环境变量：$EPOCHREALTIME
（2）getevent -t -l 的时间戳

5、纳秒精度
（1）/proc/timer_list（linx 内核定时器节点）第三行 now at
（2）使用 timer 接口输出的时间，如 vsync 时间

流畅度量化（原创计算需求）

1、帧数据
（1）dumpsys SurfaceFlinger --latency
（2）dumpsys gfxinfo 包名 framestats（安卓 5.0 及以上版本）

2、FPS
（1）帧数据采样间隔 1.6S 左右（60 帧屏 127 帧=2.116S，为了连续抓数据和平衡抓取开销）
（2）统计样本帧数/样本时间；只有一帧按硬件绘制耗时的结束时间计算
（3）Vsync 间隔大于 500ms 算静置，不计算帧率且不输出
（4）空数据、vsync=最大正整数数据不处理
（5）Vsync 帧数据复用，结束时间加首行绘制间隔（注：最早发现这个现象是微信红包弹出效果的数据，有复用帧）

3、硬件掉帧比例（ jank% ）
（1）帧数据中第三列和第一列的差值，如果大于首行绘制间隔 jank 帧数 +1
（2）Jank 总帧数/样本数据总帧数
（3）引导优化方向为 framework 优化 SurfaceFlinger 绘制性能，如已优化过则主推精简 ui 布局及图片资源大小

4、帧间隔超过 kpi 的帧数比例
（1）按人眼识别卡顿 100ms，可定制
（2）引导优化肉眼可识别的严重卡顿，降低此比例

5、按人眼视觉的当前认知标准判定：
（1）严重卡顿：帧间隔≥100ms（按人眼视觉存在 100ms 的反应时间）
（2）轻微卡顿：50ms≤帧间隔<100ms（游戏帧率可玩底线 20 帧）
（3）延迟：42ms<帧间隔<50ms（视频级体验按网络流 24 帧）

6、流畅度打分评价
（1）比例分配：平均帧率/60*60%+kpi/最大两帧间隔 *20%+ 帧间隔小于 kpi 帧数比例 *20%（除法比例最大为 1，kpi 可定制，按人眼识别卡顿是 100ms）

资源负载

1、CPU：
（1）top –n 1 命令：按单核 100% 计算 cpu 占用。
缺陷：相对 busybox top –b –n 1 执行耗时长、计算精度低，无执行参数、无分配所在核的编号、不同设备预置的版本不同不利于脚本通用性。
（2）dumpsys cpuinfo：获取 cpuinfo 服务计算的系统和进程 cpu 占用快照。
缺陷：累计时段比 top 长、受 dumpsys meminfo 影响会拉高 cpu 占用数值
（3）按节拍数（ jiffies ）设计代码逻辑计算：/proc/进程 pid/stat
缺陷：逐个进程计算的效率并不比 top 命令高，更适用已知单进程监控

2、内存：
（1）总内存 kernel 节点：/proc/meminfo
（2）dumpsys meminfo：获取内存占用快照，包括总内存和进程内存 pss 排序，加包名/PID 获取进程内存占用细节，会主动触发 GC 后获取。
（3）procrank：eng/userdebug 版本可用，计算进程内存到 uss 占用
（4）ps/busybox ps :包含 VSS 和 RSS

3、IO：
（1）kernel 节点：/proc/进程 pid/io (需 kernel 支持，root 下获取)

4、流量：
（1）/proc/uid_stat// (第一个是 UID，第二个是 tcp_rcv 和 tcp_snd)
（2）/proc/net/xt_qtaguid/stats

频率评估（原创统计形式并开发了监控脚本）

1、Log 打印控制的数据需求：
（1）样本：5 秒的 log（logcat –v thread time）
（2）样本的统计项：总行数/总时间、每个 tag 的打印总行数/总时间
（3）额外信息：tag 的 pid 对应的进程

资源分配上限

1、内存泄露：
（1）受控情况下的最大堆内存大小：getprop dalvik.vm.heapgrowthlimit
（2）不受控情况下的最大堆内存大小： getprop dalvik.vm.heapsize
（3）LowMemoryKiller 值： /sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj 与/sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree
（4）进程 VSS 虚拟地址耗尽：32 位=4G、64 位=128G（BSP 会占用 1G，其他是 VSS 可用）

2、Linx 系统限制：：
（1）ulimit -a 查看所有限制
（2）文件描述符（/proc/进程 pid/fd）：ls –l 查看，统计行数，上限=1024（kernel 可调整）

状态信息

1、UI 状态：
（1）Window： dumpsys window visible
（2）Activity： dumpsys activity top
（3）uiautomator： uiautomator dump xml 文件保存完整

能源状态：

1、显示： dumpsys display
2、电量：dumpsys power
3、能源状态系统节点：主频、温度传感器数据、屏幕亮度等，在不同芯片厂商定义不同

外部硬件采集

1、响应时间/帧率：
（1）摄像头采集 + 机械臂操作
（2）视频采集卡 + 遥控设备

2、能源：
（1）功耗：功耗计（TV）、Power Monitor 及同类产品（手机）
（2）温度：热电偶、红外热成像摄像头

3、硬件模块按需 DIY
（1）淘宝来源如：支持蓝牙模块的 usb 电压电流表、医用温度测试模块、亮度采集模块等等