Android App性能测试小结(7个性能指标)
1、性能测试的7个指标:
- 启动时间
- CPU
- 流量
- 电量
- 内存
- FPS
- 过度渲染
2、性能测试环境准备:
- Android SDK
- Python
- IDE
3、启动时间
3.1,监控值的获取方法
启动分为冷启动和热启动。
冷启动:应用程序首次启动,进程首次创建并加载资源的过程。
热启动:应用程序启动后点“back”键 / “Home”键,应用程序退到后台,并未被完全“杀死”的状态,再次启动。
3.1.1,冷启动
启动App命令:adb shell am start -W -n package/activity
停止App命令:adb shell am force-stop package
获取package/activity的方法:
1. 先执行监控指令 adb logcat | grep START,生成的log信息中可以查看该程序的包名和activity名
包名和activity名:
2. 再启动程序
ThisTime:647
这条信息中的时间就作为这次应用启动的耗时
3.1.2,热启动
启动App命令:adb shell am start -W -n package/activity
停止App命令:adb shell input keyevent 3 (发送一个keyevent事件,3代表点击手机上的“back”键)
ThisTime:427
这条信息中的时间就作为这次应用启动的耗时
热启动的「启动时间」监控脚本的实现
「启动时间」监控的脚本实现有两种方式:
- 获取命令执行时间,作为启动时间参考值
- 在命令前后加上时间戳,以差值作为参考值(此种方式相对更精准)
方式1,脚本中需要创建两个类以及方法:
APP类:
- LaunchApp()
- StopApp()
- GetLaunchedTime()
Controller类:
- testprocess()
- run()
- collectAllData()
- saveDataToCSV()
方式1,脚本实现如图1、2
得到的数据在csv文件中,数据分析时去掉第一次的数据,取均值,并绘制出一个数据曲线。
得到的均值的参考价值的体现方式有两种形式:
- 取竞品的数据作为对比(比如测试的是google浏览器,用其他浏览器做对比)
- 取历史版本的数据做对比(版本间对比,看最新版本的开发过程中是否造成了启动时间的延长)
同样,方式2,时间戳差值监控用到的类以及方法:
APP类:
- LaunchApp()
- StopApp()
- CaLculateTime()
- TimeBeforeLaunch()
- TimAfterLaunch()
Controller类:
- testprocess()
- run()
- collectAllData()
- saveDataToCSV()
4、CPU监控值的获取方法、脚本实现和数据分析
4.1获取方法:
adb shell dumpsys cpuinfo | grep packagename
取图中第一个百分数作为CPU的状态值
脚本实现如图3、4
PS: 关于CPU的状态测试的时间要稍长一些,需要配合一个 自动化脚本 来实现对设备的操作,
例如重复搜索100次,同时执行监控命令,来获取搜索100次之后的CPU状态值
5、流量监控值的获取方法、脚本实现和数据分析
5.1 获取方法:
1.首先要获取进程的ID,命令:adb shell ps | grep packagename;
如图中的“5715”就是想要的进程的ID。
2.获取进程的ID流量,命令:adb shell cat/proc/pid/net/dev(pid:第一步中获取到的进程的ID)
如图,得到的结果中只需要关注两个值:Receive(app接收到的数据)、Transmit(app发出的请求数据);流量等于这两个值的和:Receive+Transmit(只取eth0、eth1两个网卡的Receive和Transmit即可,也就是把图中框起来的4个数值相加)
脚本实现如图5、6
在实际的测试采集过程中,需要多次采集数据,取最后一次采集到的流量值和第一次采集到的流量值的差,作为本次测试过程中的流量消耗,这也是关注的重点。
6、电量监控值的获取方法、脚本实现和数据分析
一般,用硬件去测试电量的消耗更为准确,用脚本的方式去获取电量值会与用硬件获得的值有一点偏差,但是用脚本的方式适合硬件资源相对有限的场景。
6.1获取方法:
1.命令:adb shell dumpsys battery
2.因为测试过程中需要手机和电脑通过USB线连接,这样会造成测试电量的过程中手机同时也在充电,所以需要通过命令切换成“非充电状态”,
此命令为:adb shell dumpsys battery set status 1
如图,level值就是电量,取测试结束后和测试开始时的电量做差,就是我们要得到的测试过程中电量的消耗。
脚本实现如图7、8
7、内存监控值的获取方法、脚本实现和数据分析
7.1 内存监控值的获取方法
命令:adb shell top;执行完命令后,在所得的数据中,需要关注两个字段:VSS(虚拟耗用内存)、RSS(实际使用物理内存),
然后对测试过程中VSS、RSS的变化情况做曲线图,得出测试过程中内存的变化情况。
具体的步骤:
- 执行命令:abb shell top -d 1 > meminfo (-d:命令刷新的频率,1的单位是“秒”),将得到的数据输出到meminfo文件中
- 操作被测试的应用
- 对得到的数据过滤,过滤出所测试应用的内存值(如下图)
7.2 脚本实现如图9、10
7.3 数据分析
打开得到的csv文件,windows系统可以用excel打开,然后对VSS、RSS做曲线图
得到的曲线图中,具体什么样的表现是有问题的、不可以接受的,需要长时间的测试之后才可能发现一些问题;
1. 例如连续测试2个小时或以上,然后看内存变化的区间范围,如图中内存的变化区间(最大值-最小值)为6M,可以认为6M的变化对app的影响并不大。
如果长时间测试之后得出的变化区间在几百M,一般认为此时的内存消耗是有问题的。
2. 由于每次软件发版都会测试内存,要在多次测试的过程中根据内存的变化得出一个经验值(参考值),然后对比本次测试所得的值和经验值,
来判断本次测试所得的值是不是在合理区间内。
8,FPS&过渡渲染的概念和监控方法 (分析页面卡慢的方法)
FPS:Android应用的帧率FPS(每秒的帧数)是衡量应用流畅度的一个非常重要的指标,可以根据FPS对应用做一些优化,Android系统里定义每秒大于60帧是流畅的(一帧的完成时间是16ms),如果每帧的完成时间大于16ms,认为就有卡顿的现象。
8.1 获取方法:
进入到开发者选项,可以看到有“GPU呈现模式分析”的选项,开启后即可以条形图和线形图的方法显示系统的界面响应速度,可以用来观察系统流畅度。要如何根据曲线判断系统是否流畅呢?实际上这个曲线表达的是GPU绘制每一帧界面的时间,只要不超过顶部绿线,都可以视为足够流畅。
开启GPU呈现模式分析
只要下方的曲线不超过绿线,都可以视之为流畅
使用系统自带方法测试流畅度的好处很多:
- 首先是数据准确,系统肯定最知道自己的帧率如何
- 其次是不占资源,对流畅度测试的影响比较小
收集数据方法:
1. 在设置里打开GPU呈现模式分析。点击Android设备的“设置”->"开发者选项",然后勾选“GPU显示配置文件”。
2.
- 点击Android设备的“设置”->"开发者选项",然后勾选“GPU显示配置文件”。重启应用,启动应用以后,在应用的页面上做滑动
- 执行命令:adb shell dumpsys gfxinfo com.dianping.v1 > fps.txt (com.dianping.v1 即 packagename)
2. 数据分析:
打开生成的fps.txt,找到Profile data in ms这部分数据。
为了看得更直接,我们可以把数据放到Excel中,然后以图表的形式进行查看
从图中可以看出来,这个应用的流畅度是很低的,正常情况下每帧的完成时间在16ms左右,如果1秒60帧的话,而且Execute时间太长,所以是需要进行优化的。
- "Draw" : 创建显示列表(display lists,记录所有view对象的绘制指令)的时间开销
- "Process" : 执行显示列表中绘制指令的时间。UI视窗中的View数量越多,需要执行的绘画命令就越多
- "Execute" : 将一帧图像交给合成器compostior的时间。这部分占用的时间通常比较少
测试方法二:FPS Meter测试安卓帧数
FPS Meter是一款实用的小软件,能够用数字实时显示安卓界面的每秒帧数,非常直观。此外,FPS Meter还可以显示最大帧数、最小帧数以及平均帧数。由于涉及到了系统功能,所以FPS Meter需要先root手机。
FPS Meter的使用也比较简单,开启App后启动服务即可。在App内,可以选择帧数显示的位置,以及是否开启平均帧数、最低/最高帧数显示。
开启服务后,即可看到有帧数显示于界面上。有一点需要注意,使用FPS Meter测量帧数需要在开发者选项中停用HW叠加层才会比较准确。
FPS Meter可以显示最大最小帧数以及平均帧数
FPS Meter可以测试界面帧数,不过某些手机如果界面静止,帧数会为0。FPS Meter除了测量系统界面帧数外,还可以用来测量游戏的帧数,所以用FPS Meter来测试某部Android机游戏性能多强也是个很好的选择。
当然,FPS Meter也并非十全十美。由于属于第三方App,所以可能会有一些兼容性问题。某些Android机或者ROM使用FPS Meter可能会不兼容,即使成功开启了帧数显示也没法测量到准确数值,而某些设备使用FPS Meter甚至会死机。不过在大多数情况下,这款App还是相当值得信任的。
2. 过渡渲染:
定义:屏幕上的某个像素在同一帧的时间内被绘制了多次。
简单说,App的一个页面所显示的效果是由像素一帧一帧绘制而成,过度绘制就是意味着这一帧被绘制多次。
如果是静态的布局,可能影响不是很大,如果是动态的,比如ListView,GridView,ViewPager等在性能上就会差一点,常见的比如listView上下滑动,过度绘制的情况下,就会出现卡顿,或者跳跃感很明显。 当然过度绘制肯定无法避免,只能减少不必要的绘制,那么如何看的出来,一个页面是否过度绘制呢?
下面来看一下这个只有Android 4.2以上才有的功能。
2.1 打开手机设置--开发者选项--调试GPU过度绘制(可能有些手机不是这样的叫法,有的是显示「GPU过度绘制」,根据手机而来),选择显示过度绘制区域,此时手机页面会显示成这样,不要惊慌。。。
绘制颜色的标识,从好到差:蓝色(1x次绘制) > 浅绿色(2x绘制) > 淡红色(3x绘制) > 红色(4x绘制)
2.2.怎么减少过度绘制
一般情况下,最好把绘制控制在2次以下,3次绘制有时候是不能避免的,尽量避免,4次的绘制基本上是不允许的。
怎么减少绘制是测试最关心的,看一个图(自己项目里面的。。以图片下面的ListView为例子)从图上看的出来,被绘制3次甚至4次
来看下代码:listView和item
红色标记出来的,是问题的所在,背景颜色绘制了三次,最后一个是选择器,因为有点击效果。现在把前2个都给删掉,只留最后一个。
现在看一下图片,看是不是达到预期的效果。
这里只是一个简单的例子,有很多原因组成,可以从以下几个方面着手:
- 如果是相对比较复杂的布局,建议使用相对布局
- 如果需要多层嵌套,可以使用merge标签来减少嵌套
- 减少背景颜色的多次绘制
- 对于使用Selector当背景的Layout(比如ListView的Item,会使用Selector来标记点击,选择等不同的状态),可以将normal状态的color设置 为”@android:color/transparent”来解决对应的问题
- 当一个页面有多种不同的显示效果,最常见的是listview中的多种item布局,可以采用抽取的方式
以下Android studio自带的工具的用法。
首先打开 Android Device mointor,找到 Hierarychy view (简称视图树)
将要查看的项目运行到模拟器或者真机上,在Android device mointor 上windows 找到当前的模拟器或者真机,找到当前的项目,
如下图:
点击当前项目某一个布局,在View里面会显示当前这个布局的各个节点图,然后点击3(profile node),在视图里面就会显示4上面的三个点
他们分别表示、测量、布局、绘制,再次点击的时候,就可以看到子节点上着三个圆点在变化,他有3个颜色,绿色,黄色,红色,红色代表着耗时最长,也就意味着需要优化,可以不断点击,查看测量、布局以及绘制所需要的时间,从而优化。
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