Android应用性能优化最佳实践
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2.2.3 Systrace UI性能分析

在应用程序开发过程中，UI（用户界面）的流畅度是体验的核心，特别是在动画、跳转或者列表的滑动过程中，出现卡顿和无响应是非常影响用户体验的，要解决这些问题，首先要找到问题的原因，前面介绍的TraceView是分析性能的一款利器，下面再介绍一个分析应用程序UI性能的工具：Systrace。

Systrace是Android 4.1及以上版本提供的性能数据采样和分析工具。它可以帮助开发者收集Android关键子系统（如surfacef linger、WindowManagerService等Framework部分关键模块、服务，View系统等）的运行信息，从而帮助开发者更直观地分析系统瓶颈，改进性能。Systrace的功能包括跟踪系统的I/O操作、内核工作队列、CPU负载等，在UI显示性能分析上提供很好的数据，特别是在动画播放不流畅、渲染卡等问题上。Systrace工具可以跟踪、收集、检查定时信息，可以很直观地查看CPU周期消耗的具体时间，显示每个线程和进程的跟踪信息，使用不同颜色来突出问题的严重性，并提供如何解决这些问题的建议。

注意

由于Systrace是以系统的角度返回一些信息，并不能定位到具体耗时的方法，要进一步获取CPU满负荷运行的原因，就需要使用前面介绍过的工具Traceview。

1．Systrace使用方法

Systrace的使用不复杂。但跟踪的设备必须是Android 4.1（API16）或更高版本。在4.3版本和4.3以前版本的使用上有些区别，后面会讲到。

注意

4.3以前系统版本的设备需要打开Settings > Developer options > Monitoring > Enable traces。

（1）在DDMS上使用

在Eclipse和Android Studio中都可以在DDMS直接使用Systrace，其他IDE也能支持，且流程都相同，下面以Android Studio为例说明其使用流程。

1）打开Android Device Monitor，连接手机并准备需要抓取的界面。

2）单击Systrace按钮进入抓取前的设置，选择需要跟踪的内容（见图2-18）：

图2-18 DDMS上打开Systrace

3）手机上开始操作需要跟踪的过程（如滑动列表）。

4）到了设定好的时间后，生成Trace文件。

5）使用Chrome打开文件即可分析。

（2）使用命令行

使用命令行方式更灵活，速度更快，并且配置好后再使用能快速得到结果，在Android 4.3及更高版本的设备上使用Systrace时，可以省略设置跟踪类别标签来获取默认值，或者可以手动列入指定标签。命令如下：

        $ cd android-sdk/platform-tools/systrace
        $ python systrace.py --time=10 -o mynewtrace.html sched gfx view wm

其中参数设置对应的功能如表2-2所示。

表2-2 System参数命令

其中categories中的标签比较多，可以从官方的文档上查询：http://developer.android.com/intl/zh-cn/tools/help/systrace.html

（3）应用中获取

Systrace不会追踪应用的所有工作，所以在有需求的情况下，需要添加要追踪的代码部分。在Android 4.3及以上版本的代码中，可以通过Trace类来实现这个功能。它能够让你在任何时候跟踪应用的一举一动。在获取Trace的过程中，即Trace.beginSection()与Trace. endSection()之间的代码工作会一直被追踪。

在代码中加入Trace跟踪需要注意以下两点：

□ 在Trace被嵌套在另一个Trace中时，endSection()方法只会结束离它最近的一个beginSection（String），即在一个Trace的过程中是无法中断其他Trace的。所以要保证endSection()与beginSection（String）调用次数匹配。

□ Trace的begin与end必须在同一线程中执行。

下面这部分代码为使用Trace的例子，在整个方法中含有两个Trace块，可以根据需求定义更多的块，但都要成对出现，如果有开始块但没有结束块，会严重影响应用的性能。

        public void ProcessPeople() {
            Trace.beginSection("ProcessPeople");
            try {
                Trace.beginSection("Processing Jane");
                try {
                    //code for Jane task...
                } finally {
                    Trace.endSection();           //ends "Processing Jane"
                }
                Trace.beginSection("Processing John");
                try {
                    //code for John task...
                } finally {
                    Trace.endSection();           //ends "Processing John"
                }
            } finally {
                Trace.endSection();                //ends "ProcessPeople"
            }
        }

2． 分析Systrace报告

通过前面方法获取到的trace.html文件，需要使用Chrome打开，有一些常用的快捷键，定义如表2-3所示。

表2-3 Systrace快捷键

目前Systrace产生的trace文件只能使用Chrome打开，使用Chrome打开文件后如图2-19所示。

图2-19 Systrace Viewer

从图2-19中可以看到完整的数据，其中和UI绘制关系最密切的是Alerts和Frame两个数据，接下来重点介绍Alerts和Frame。

（1）Alerts

从图2-19可以看到，Alerts一栏标记了性能有问题的点，单击该点可以查看详细信息，在右边侧边栏还有一个Alerts框，单击可以查看每个类型的Alerts的数量，单击某一个Alert可以看到问题的详细描述。

（2）Frame

每个应用都有一行专门显示frame，每一帧就显示为一个绿色的圆圈。当显示为黄色或者红色时，它的渲染时间超过了16.6ms（即达不到60fps的水准）。使用W键放大，看看这一帧的渲染过程中系统到底做了什么，同时它会将任何它认为性能有问题的东西都高亮警告，并提示要怎么优化。如图2-19所示，在Frame栏有一个F帧（第二帧）黄色告警，从下面的问题详细描述可以看出，警告的主要原因是ListView的回收和重新绑定花费太多时间。在Systrace中也会提供一些对应链接，提供更多解释。

如果想知道UI线程怎么会花费这么多时间的话，就需要使用2.2.2节讲到的TraceView，来分析具体是哪些函数在消耗时间。

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