Android* 應用性能調試
| 2011年10月12日 09:00 | |
概述
創造愉快用戶體驗的關鍵是開發響應快捷的應用。藉助Android* 軟件開發套件（SDK）提供的組件，性能問題調試任務因爲簡單易用的性能分析工具而變得更簡單了。在這篇文章中，我們將認識一些不同的工具，它們可排除故障和調試性能問題或小幅度提升已完成應用的性能。我們不會說得太細，只會概括介紹如何針對您的應用使用這些工具。我們將在Eclipse 中展示這些工具；您可以根據“ADT Plugin for Eclipse* （面向 Eclipse 的 ADT 插件）”一文中的說明來安裝ADT插件。
DDMS
DDMS是一款Google* 提供的應用，可作爲獨立的工具運行，也可通過ADT Eclipse* 插件集成到Eclipse* 中。它提供了強大的特性集合，能幫助您快速瞭解應用的運行狀況。線程更新
DDMS中的線程監控和評測瀏覽對於管理大量線程的應用很有用。要啓用，點擊 Update Threads（更新線程）圖標即可開始。
圖 1
這使下面的窗口會顯示面向選中VM進程的所有線程的名稱和其他細節。
圖 2
utime和stime代表了線程在瞬間運行用戶代碼（utime）和系統代碼（STIME）所花的總時間。一瞬間的時間是由系統定義的，但通常爲10毫秒。星號表示守護線程；native狀態表示線程正執行原生代碼。仔細觀察上述樣本數據，很明顯，除了應用主線程花了大量時間外，運行GC也花了挺多的時間。仔細觀察應用如何處理對象創建可能有助於提高性能。
堆工具
堆查看點擊Update Heap（更新堆）按鈕，獲得有關選定虛擬機中堆分配的信息。
圖 3
圖 4
點擊"Cause GC"開始.堆的詳細信息被顯示出來，並附有針對特定分配類型的分配大小圖示。如果您有分配泄漏，這可能是一個很好的檢查點，通過觀看Heap Size（堆大小）的總體趨勢，確保在應用運行期間它不會一直變大。
Allocation Tracker（分配跟蹤器）
Allocation Tracker（分配跟蹤器）視圖中顯示了有關分配的更深層細節。點擊“Start Tracking（開始跟蹤）”，在應用中執行某個操作，然後點擊“Get Allocations（獲得分配）”。
圖 5
所示列表按分配排序，首先顯示最新的分配。選中它可看到一個關於分配如何創建的堆棧軌跡（stack trace）。
仔細查看分配細節，下面的代碼看起來有改進的空間：
dataStr += String.format(" Std. Dev.: %.3f, %.3f, %.3f\n", devX, devY, devZ);上例可簡單重構爲下面的代碼，節省構造臨時char[]的開銷。.
dataStrBuilder.append(String.format(" Std. Dev.: %.3f, %.3f, %.3f\n", devX, devY, devZ));Method Profiling（方法分析）
Method Profiling（方法分析）是DDMS的一款工具，對於快速概覽應用中時間的消耗分佈非常有用，也可用於時間關鍵型函數的詳細查看。
圖 6
在應用運行並執行某個有趣的任務時，如果您想獲得更多有關該任務的性能數據，點擊“Start Method Profiling（開始方法分析）”。分析器只收集少量數據（沒見過超過2或3秒），所以，幾分鐘後再次單擊該圖標以停止收集。從DDMS中激活方法分析器可使工具自動使用內部存儲來存儲分析結果，當捕捉完成後，將它們發送回主機，作進一步分析。
IDE將自動啓動Traceview窗口，幫助您在IDE（圖7）中分析結果。
圖 7
解析結果是最有趣的部分。單擊底部窗格中的方法調用可創建一個層級結構，爲您顯示目前的方法——先是調用該方法的母方法，然後是從選定方法中調用的子方法。
在本例被測應用中，我選中了onSensorChanged方法。當您註冊接收來自傳感器類型的通知時，這種方法便是通過SensorManager API調用的方法。這裏的調用方法是handleMessage，它來自操作系統，所以由此開始我的實現方法是一個不錯的選擇。子方法根據 “總計”所花的時間百分比排序。這裏的“總計”表示在該方法及該方法調用的所有子方法內所花費的時間。因此，對於onSensorChanged調用，超過70％的時間花在了calcStandardDeviation和averageSamples上。我期望該調用多花一些時間來計算標準偏差，而不是僅僅將樣本平均。所以利用這則新信息，我能更加深入地查看我的實施並發現代碼優化點。
想詳細瞭解Traceview，請參考“利用Traceview與dmtracedump進行分析(Profiling with Traceview and dmtracedump)”。
分析API
爲獲得有着更高精度的的方法分析細節，調用可在代碼中進行以啓動和停止分析。您需要在設備中加載一個SD卡來使用此方法。在下面的例子中，我們添加hook（鉤子）以更好地瞭解傳感器處理代碼：- private static boolean doOnce = true;
- @Override
- public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
- if ( doOnce ) {
- android.os.Debug.startMethodTracing();
- }
- Code under test…
- if ( doOnce ){
- android.os.Debug.stopMethodTracing();
- doOnce = false;
- }
- }
private static boolean doOnce = true;
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
if ( doOnce ) {
android.os.Debug.startMethodTracing();
}
Code under test…
if ( doOnce ){
android.os.Debug.stopMethodTracing();
doOnce = false;
}
}
adb pull /mnt/sdcard/dmtrace.trace.運行獨立的Traceview工具：“traceview C:\dmtrace.trace”，會打開一個用戶界面，類似於嵌入到Eclipse中的用戶界面。
佈局用戶界面工具
layoutopt（佈局選擇）每當要調用某應用結束時，我就希望在活動的用戶界面佈局中獲得簡單的性能增益。 layoutopt這一工具會分析您的佈局文件，並指出潛在的性能問題。在這篇博客和參考文件會談到該問題，讓我們快速瀏覽該如何使用這一工具吧。命令行用法如下：
layoutopt.bat C:\Projects\workspace\DeviceInformation\res注：我把Android* SDK工具目錄放在我的路徑中。它看起來也像一款工具，只在您詳細說明要分析目錄的完整路徑時纔可用。
輸出示例：
C:\Projects\workspace\DeviceInformation\res\drawable\btn_notification_ic_example.xmlX：Y是與問題對應的XML標記的開始行和結束行。上面指出的多餘佈局增加了活動的整體加載時間，可用於方便地提升您的活動加載速度。
C:\Projects\workspace\DeviceInformation\res\drawable\picture_frame.xml
C:\Projects\workspace\DeviceInformation\res\layout\action_bar_custom.xml
23:23 This TextView layout or its LinearLayout parent is useless
C:\Projects\workspace\DeviceInformation\res\layout\content_applicationinfo_main.xml
16:19 This LinearLayout layout or its LinearLayout parent is useless
C:\Projects\workspace\DeviceInformation\res\layout\content_benchmark_main.xml
C:\Projects\workspace\DeviceInformation\res\layout\content_main.xml
C:\Projects\workspace\DeviceInformation\res\layout\content_sensorinfo_main.xml
17:20 This LinearLayout layout or its LinearLayout parent is useless
Hierarchy Viewer（層級查看器）
性能問題調試中另一款有用工具就是Hierarchy Viewer （層級查看器）工具。此應用只能連接到Android* 操作系統的開發人員版本中，所以在不用開發設備情況下，使用它的最簡單的方法就是利用模擬器。通過命令行運行該工具：hierarchyviewer