開(kāi)發(fā)應(yīng)用的時(shí)候,，應(yīng)該檢查它是否有流暢的用戶體驗(yàn)，即60fps的幀率,。如果由于某種原因丟幀,，我們首先要做的就是知道系統(tǒng)在做什么（造成丟幀的原因）。

Systrace允許你監(jiān)視和跟蹤Android系統(tǒng)的行為(trace),。它會(huì)告訴你系統(tǒng)都在哪些工作上花費(fèi)時(shí)間,、CPU周期都用在哪里，甚至你可以看到每個(gè)線程、進(jìn)程在指定時(shí)間內(nèi)都在干嘛,。它同時(shí)還會(huì)突出觀測(cè)到的問(wèn)題,，從垃圾回收到渲染內(nèi)容都可能是問(wèn)題對(duì)象,，甚至提供給你建議的解決方案,。本文章將介紹如何導(dǎo)出trace以及使用它來(lái)優(yōu)化UI的辦法。

總覽

Systrace可以幫助你分析應(yīng)用在不同Android系統(tǒng)上的運(yùn)行情況,。它將系統(tǒng)和應(yīng)用的線程運(yùn)行情況放置在同一條時(shí)間線上分析,。你首先需要收集系統(tǒng)和應(yīng)用的trace（后面會(huì)告訴你怎么做），之后Systrace會(huì)幫你生成一份細(xì)致,、直觀的報(bào)告,，它展示了設(shè)備在你監(jiān)測(cè)的這段時(shí)間內(nèi)所發(fā)生的事情。

圖1. 連續(xù)滑動(dòng)應(yīng)用5秒的Trace,，它并沒(méi)有表現(xiàn)得很完美,。

圖1展示了應(yīng)用在滑動(dòng)不流暢的時(shí)候生成的trace。默認(rèn)縮放成全局顯示,，你可以放大到自己所關(guān)注的地方,。橫軸代表著時(shí)間線，事件記錄按照進(jìn)程分組,，同一個(gè)進(jìn)程內(nèi)按線程進(jìn)行縱向拆分,，每個(gè)線程記錄自己的工作。

在本例中,，一共有三個(gè)組：Kernel, SurfaceFlinger, App,，他們分別以包名為標(biāo)識(shí)。每個(gè)應(yīng)用進(jìn)程都會(huì)包含其中所有線程的記錄信號(hào),，你可以看到從InputEvent到RenderThread都有,。

生成Trace

在獲取trace之前需要做一些啟動(dòng)工作。首先,，設(shè)備要求API>=16(Android 4.1),，之后通過(guò)正常的Debug流程（開(kāi)啟調(diào)試、連接工作環(huán)境,、安裝App）連接設(shè)備,。由于需要記錄磁盤(pán)活動(dòng)和內(nèi)核工作，你可能需要root權(quán)限,。不過(guò)大部分時(shí)候你只要能夠正常Debug即可,。

Systrace 可以通過(guò) 命令行 或者 圖形界面 啟動(dòng)，本篇文章重點(diǎn)介紹通過(guò)命令行使用Systrace,。

在Android 4.3及以上的系統(tǒng)中獲取trace

在4.3以上的系統(tǒng)獲取Trace步驟：

1. 保證設(shè)備USB連接正常,，并可以debug；
2. 在命令行中設(shè)置選項(xiàng)，開(kāi)啟trace,，比如：

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

    $cdandroid-sdk/platform-tools/systrace
    $pythonsystrace.py--time=10-omynewtrace.htmlschedgfxviewwm
 

1. 在設(shè)備上做任何你想讓trace記錄的操作,。

你可以通過(guò) Systrace選項(xiàng) 來(lái)了解更多命令行選項(xiàng)。

在Android 4.2及以下的系統(tǒng)中獲取trace

在4.2及以下的系統(tǒng)中高效地使用Systrace的話,，你需要在配置的時(shí)候顯式指定要trace的進(jìn)程種類,。一共有這兩類種類：

• 普通系統(tǒng)進(jìn)程，比如圖形,、聲音,、輸入等。（通過(guò)tags設(shè)置,，具體在 Systrace命令行 中有介紹）
• 底層系統(tǒng)進(jìn)程,，比如CPU、內(nèi)核,、文件系統(tǒng)活動(dòng),。（通過(guò)options設(shè)置，具體在 Systrace命令行 中有介紹）

你可以通過(guò)以下命令行操作來(lái)設(shè)置tags：

1. 使用 --set-tags 選項(xiàng):

$ cd android-sdk/platform-tools/systrace
    $ python systrace.py --set-tags=gfx,view,wm

    $cdandroid-sdk/platform-tools/systrace
    $pythonsystrace.py--set-tags=gfx,view,wm
 

1. 重啟adb shell來(lái)trace這些進(jìn)程：

$ adb shell stop
    $ adb shell start

    $adbshellstop
    $adbshellstart
 

你也可以通過(guò)手機(jī)上的圖形界面設(shè)置tags：

1. 在設(shè)備上進(jìn)入設(shè)置> 開(kāi)發(fā)者選項(xiàng) > 監(jiān)控 > 啟用跟蹤（部分手機(jī)上沒(méi)有這個(gè)選項(xiàng)）,；
2. 選擇追蹤進(jìn)程類型,，點(diǎn)擊確認(rèn)。

在配置完tags后,，你可以開(kāi)始收集操作信息了。

如何在當(dāng)前設(shè)置下啟動(dòng)trace：

1. 保證設(shè)備的usb連接正常,，并且可以正常debug,；
2. 使用低系統(tǒng)等級(jí)的命令行選項(xiàng)開(kāi)啟trace，比如：
   $ python systrace.py --cpu-freq --cpu-load --time=10 -o mytracefile.html
3. 在設(shè)備上做任何你想讓trace記錄的操作,。

你可以通過(guò) Systrace選項(xiàng) 來(lái)了解更多命令行選項(xiàng),。

分析trace報(bào)告

在你獲取trace之后你可以在網(wǎng)頁(yè)瀏覽器中打開(kāi)它。這部分內(nèi)容告訴你怎么通過(guò)trace去分析和解決UI性能,。

監(jiān)視幀數(shù)

每個(gè)應(yīng)用都有一行專門(mén)顯示frame,，每一幀就顯示為一個(gè)綠色的圓圈。不過(guò)也有例外,，當(dāng)顯示為黃色或者紅色的時(shí)候,，它的渲染時(shí)間超過(guò)了16.6ms（即達(dá)不到60fps的水準(zhǔn)）?！痺’鍵可以放大,，看看這一幀的渲染過(guò)程中系統(tǒng)到底做了什么。

圖2. Systrace顯示長(zhǎng)渲染時(shí)間的幀

單擊該幀可以高亮它,，這時(shí)候跟該幀有關(guān)的內(nèi)容會(huì)被突出顯示。在5.0及以上的系統(tǒng)中，顯示工作被拆分成UI線程和Render線程兩部分,；在5.0以下的系統(tǒng)中,，所有的顯示工作在UI線程中執(zhí)行。

點(diǎn)擊單個(gè)Frame下面的組件可以看他們所花費(fèi)的時(shí)間,。每個(gè)事件（比如 performTraversals ）都會(huì)在你選中的時(shí)候顯示出它們調(diào)用了哪些方法及所用的時(shí)間,。

調(diào)查警告事件

Systrace會(huì)自動(dòng)分析事件，它會(huì)將任何它認(rèn)為性能有問(wèn)題的東西都高亮警告,，并提示你要怎么去優(yōu)化,。

圖3. 選擇一個(gè)被高亮幀,，它會(huì)顯示出檢測(cè)到的問(wèn)題（回收ListView消耗時(shí)間太長(zhǎng)）,。

在你選擇類似圖三中的問(wèn)題幀之后，它就會(huì)提示你檢測(cè)出的問(wèn)題,。在這個(gè)例子中,，它被警告的主要原因是ListView的回收和重新綁定花費(fèi)太多時(shí)間。在Systrace中也會(huì)提供一些對(duì)應(yīng)鏈接,，它們會(huì)提供更多解釋,。

如果你想知道UI線程怎么會(huì)花費(fèi)這么多時(shí)間的話，你可以使用 TraceView ,，它會(huì)告訴你都是哪些函數(shù)在消耗時(shí)間,。

你可以通過(guò)右側(cè)的’Alert’選項(xiàng)卡來(lái)查看整個(gè)trace過(guò)程中發(fā)生的所有問(wèn)題，并進(jìn)行快速定位,。

圖4. 點(diǎn)擊Alert選項(xiàng)卡,。

你可以將Alert面板中的問(wèn)題視為需要處理的bug，很有可能每一次微小的優(yōu)化能夠去除整個(gè)應(yīng)用中的警告,！

應(yīng)用級(jí)別調(diào)試

Systrace并不會(huì)追蹤應(yīng)用的所有工作,，所以你可以在有需求的情況下自己添加要追蹤的代碼部分。在Android 4.3及以上的代碼中,，你可以通過(guò) Trace 類來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能,。它能夠讓你在任何時(shí)候跟蹤應(yīng)用的一舉一動(dòng)。在你獲取trace的過(guò)程中,， Trace.beginSection() 與 Trace.endSection() 之間代碼工作會(huì)一直被追蹤,。

下面這部分代碼展示了使用 Trace 的例子，在整個(gè)方法中含有兩個(gè)Trace塊,。

public void ProcessPeople() {
    Trace.beginSection("ProcessPeople");
    try {
        Trace.beginSection("Processing Jane");
        try {
           // 待追蹤的代碼
        } finally {
            Trace.endSection(); // 結(jié)束 "Processing Jane"
        }

        Trace.beginSection("Processing John");
        try {
            // 待追蹤的代碼
        } finally {
            Trace.endSection(); // 結(jié)束 "Processing John"
        }
    } finally {
        Trace.endSection(); // 結(jié)束 "ProcessPeople"
    }
}

publicvoidProcessPeople(){
	Trace.beginSection("ProcessPeople");
	try{
		Trace.beginSection("Processing Jane");
		try{
		   // 待追蹤的代碼
		}finally{
			Trace.endSection();// 結(jié)束 "Processing Jane"
		}
		Trace.beginSection("Processing John");
		try{
			// 待追蹤的代碼
		}finally{
			Trace.endSection();// 結(jié)束 "Processing John"
		}
	}finally{
		Trace.endSection();// 結(jié)束 "ProcessPeople"
	}
}

當(dāng)你使用應(yīng)用級(jí)別追蹤的時(shí)候，你必須通過(guò) -a 或者 -app= 來(lái)顯式地指定應(yīng)用包名,?？梢酝ㄟ^(guò) Systrace指南 查看更多關(guān)于它的信息。

你在評(píng)估應(yīng)用的時(shí)候應(yīng)該開(kāi)啟應(yīng)用級(jí)別跟蹤,，即使當(dāng)你沒(méi)有手動(dòng)添加 Trace 信號(hào),。因?yàn)楹芏鄮?kù)函數(shù)里面是有添加Trace信號(hào)的（比如 RecyclerView ），它們往往能夠提供很多信息,。