Android 性能测试概述

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  • Android性能测试分为两类:
    1、一类为rom版本(系统)的性能测试
    2、一类为应用app的性能测试

  • Android的app性能测试包括的测试项比如:
    1、资源消耗
    2、内存泄露
    3、电量功耗
    4、耗时
    5、网络流量消耗
    6、移动终端相关资源利用率
    7、帧率
    8、渲染等等....

  • 工具:
    (工具的原理都是基于调用android底层的一些api来获取到测试所用到的值)GT等

  • 测试方法:
    1、设计场景 :手工或自动化场景
    2、获取数据:可获取的数据包括:内存、cpu、电量功耗、hprof(内存泄露分析文件)、响应时间等等。。。。配合手工或自动化场景来获取数据(最好多取几次而且每次配合不同的设备看平均值)作为最后的对比分析
    3、结果分析 :拿到数据后分析哪些模块的数据异常再去Check code定位问题的原因

  • Android系统的几种场景状态:
    1、空闲状态: 指打开应用后,点击home键让应用后台运行,此时应用处于的状态叫做空闲
    2、中等规格和满规格状态:中等规格和满规格指的是对应用的操作时间的间隔长短不一,中等规格时间较长,满规格时间较短

1.1 内存篇

背景知识:
C/C++申请的内存空间在native heap中,而java申请的内存空间则在dalvik heap中。这个是因为Android系统对dalvik的vmheapsize作了硬性限制,当java进程申请的java空间超过阈值时,就会抛出OOM异常(这个阈值可以是48M、24M、16M等,视机型而定),可以通过adb shell getprop | grep dalvik.vm.heapgrowthlimit查看此值。也就是说,程序发生OMM并不表示RAM不足,而是因为程序申请的java heap对象超过了dalvik vmheapgrowthlimit。也就是说,在RAM充足的情况下,也可能发生OOM。

这样的设计似乎有些不合理,但是Google为什么这样做呢?这样设计的目的是为了让Android系统能同时让比较多的进程常驻内存,这样程序启动时就不用每次都重新加载到内存,能够给用户更快的响应。迫使每个应用程序使用较小的内存,移动设备非常有限的RAM就能使比较多的app常驻其中。但是有一些大型应用程序是无法忍受vmheapgrowthlimit的限制的

实际上dalvik.vm.heapgrowthlimit和dalvik.vm.heapsize都是java虚拟机的最大内存限制,应用如果不想在dalvikheap达到heapgrowthlimit限制的时候出现OOM,需要在Manifest中的application标签中声明android:largeHeap=“true”,声明后应用dalvik heap达到heapsize的时候才会出现OOM

  1. 内存测试中的测试子项:
    1)空闲状态下的应用内存消耗情况
    2)中等规格状态下的应用内存消耗情况
    3)满规格状态下的应用内存消耗情况
    4)应用内存峰值情况
    5)应用内存泄露情况
    6)应用是否常驻内存
    7)压力测试后的内存使用情况

  2. 内存问题现象:
    1)内存抖动
    2)大内存对象被分配
    3)内存不断增长
    4)频繁GC

  3. 内存数据获取:
    1、各种linux命令(top、free、meminfo…)
    2、通过dumpsys
    adb shell dumpsys meminfo [pakagename | pid]
    3、通过/system/xbin/procrank工具
    adb shell procrank
    说明:
    VSS – Virtual Set Size 虚拟耗用内存(包含共享库占用的内存)
    RSS – Resident Set Size 实际使用物理内存(包含共享库占用的内存)
    PSS – Proportional Set Size 实际使用的物理内存(比例分配共享库占用的内存)
    USS – Unique Set Size 进程独自占用的物理内存(不包含共享库占用的内存) USS 是针对某个进程开始有可疑内存泄露的情况,是一个程序启动了会产生的虚拟内存,一旦这个程序进程杀掉就会释放。不过USS需要通过root的手机。一般没有root的手机我们可以获取PSS。而PSS通过如下命令来获取:adb shell dumpsys meminfo <Package Name>|grep TOTAL
    4、通过android提供的procrank
    1)首先去google获取procrank、procmem、libpagemap.so三个文件
    2)然后push文件,执行 adb push procrank /system/xbin adb push procmem
    /system/xbin adb push libpagemap.so /system/lib
    3)赋权 adb shell chmod 6755 /system/xbin/procrank adb shell chmod 6755 /system/xbin/procmem adb shell chmod 6755 /system/lib/libpagemap.so ,
    4)在开启工具记录 adb shell procrank |grep packagename >/address/procrank.txt
    5、通过android提供的ActivityManager的getMemoryInfo(ActivityManager.MemoryInfo outInfo)(这个方法是写一个简单的app去监控的时候用到的,轻便简单)

  1. privatevoidGetMemory()
  2. {
  3. finalActivityManager activityManager =(ActivityManager) getSystemService(ACTIVITY_SERVICE);
  4. ActivityManager.MemoryInfo info =newActivityManager.MemoryInfo();
  5. activityManager.getMemoryInfo(info);
  6. Log.i(tag,"系统剩余内存:"+(info.availMem >>10)+"k");
  7. Log.i(tag,"系统是否处于低内存运行:"+info.lowMemory);
  8. Log.i(tag,"当系统剩余内存低于"+info.threshold+"时就看成低内存运行");
  9. }

MemTotal: 所有可用RAM大小。 MemFree: LowFree与HighFree的总和,被系统留着未使用的内存。
Buffers: 用来给文件做缓冲大小。 Cached: 被高速缓冲存储器(cache memory)用的内存的大小(等于diskcache
minus SwapCache)。 SwapCached:被高速缓冲存储器(cache
memory)用的交换空间的大小。已经被交换出来的内存,仍然被存放在swapfile中,用来在需要的时候很快的被替换而不需要再次打开I/O端口。
Active: 在活跃使用中的缓冲或高速缓冲存储器页面文件的大小,除非非常必要,否则不会被移作他用。 Inactive:
在不经常使用中的缓冲或高速缓冲存储器页面文件的大小,可能被用于其他途径。 SwapTotal: 交换空间的总大小。 SwapFree:
未被使用交换空间的大小。 Dirty: 等待被写回到磁盘的内存大小。 Writeback: 正在被写回到磁盘的内存大小。
AnonPages:未映射页的内存大小。 Mapped: 设备和文件等映射的大小。 Slab:
内核数据结构缓存的大小,可以减少申请和释放内存带来的消耗。 SReclaimable:可收回Slab的大小。
SUnreclaim:不可收回Slab的大小(SUnreclaim+SReclaimable=Slab)。
PageTables:管理内存分页页面的索引表的大小。 NFS_Unstable:不稳定页表的大小。

5. android检查内存泄露步骤:

1、运行Monkey进行压力测试:
adb shell monkey -p cn.microinvestment.weitou --pct-touch 100 --ingore-crashes --throttle 1000 -s 100 -v -v 50
2、监控内存值,如果出现过大等递增异常则保存HPROF文件(hprof文件是Java 虚拟机的Heap快照)用于分析查看应用内存的命令:
adb shell dumpsys meminfo cn.microinvestment.weitou(进程名)
如果发现内存过大,则保存HPROF文件:adb shell am dumpheap <进程名> <保存路径>
3、分析hprof文件
用工具MAT来查看,首先还要这个HPROF文件转换成MAT可读的文件
在Android SDK tool里面有个hprof-conv命令:
hprof-conv <原HPROF文件路径> <转换后的HPROF路径>
hprof-conv a.hprof b.hprof
4、用MAT工具打开转换后的HPROF文件
一般选择Leak Suspects Report(通过SQL语句来查询对象有没有被释放掉,如果有多个相同的对象,则会存在内存泄露的问题)

1.2 CPU篇

  1. CPU测试中的测试子项:
    1)空闲状态下的应用CPU消耗情况
    2)中等规格状态下的应用CPU消耗情况
    3)满规格状态下的应用CPU消耗情况
    4)应用CPU峰值情况

  2. CPU数据获取:
    1)adb shell dumpsys cpuinfo | grep packagename
    2)top命令
    adb shell top -m 10 -s cpu #查看占用cpu最高的前10个程序(-t 显示进程名称,-s 按指定行排序,-n 在退出前刷新几次,-d 刷新间隔,-m 显示最大数量)
    adb shell top | grep PackageName > /address/cpu.txt

1.3 流量篇

  1. 概念:
    中等负荷:应用正常操作
    高负荷:应用极限操作

  2. 流量测试中的测试子项:
    1、应用首次启动流量值
    2、应用后台连续运行 2 小时的流量值
    3、应用高负荷运行的流量峰值
    4、应用中等负荷运行时的流量均值

  3. 获取流量数据:
    1、tcpdump+wireshark
    2、/proc/net/目录下相关文件
    cat /proc/net/dev 获取系统的流量信息
    3、查询应用的pid: adb shell ps | grep tataufo #如:31002
    通过PID获取该应用的流量数据: adb shell cat /proc/31002/net/dev
    (wlan0代表wifi上传下载量标识, 单位是字节可以/1024换算成KB, 打开手机飞行模式再关掉就可以将wlan0中的值初始化0)
    4、查询应用的pid: adb shell ps | grep tataufo #如:31002
    通过PID获取UID:adb shell cat /proc//status
    通过UID获取:adb shell cat /proc/net/xt_qtaguid/stats | grep 31002
    5、通过adb shell dumpsys package来获取应用的uid信息,然后在未操作应用之前,通过查看 :
    adb shell cat /proc/uid_stat/uid/tcp_rcv
    adb shell cat /proc/uid_stat/uid/tcp_snd
    获取到应用的起始的接收及发送的流量,然后我们再操作应用,再次通过上述2条命令可以获取到应用的结束的接收及发送的流量,通过相减及得到应用的整体流量消耗
    6、Android代码:Android的TrafficStats类

1.4 功耗篇

  1. 功耗测试中的测试子项:
    1、手机安装目标APK前后待机功耗无明显差异
    2、常见使用场景中能够正常进入待机,待机电流在正常范围内
    3、长时间连续使用应用无异常耗电现象

  2. 功耗测试方法:
    方法一:软件
    1、采用市场上提供的第三方工具,如金山电池管家之类的。
    2、就是自写工具进行,这里一般会使用3种方法:
    1)基于android提供的PowerManager.WakeLock来进行
    2)比较复杂一点,功耗的计算=CPU消耗+Wake lock消耗+数据传输消耗+GPS消耗+Wi-Fi连接消耗
    3)通过 adb shell dumpsys battery来获取
    3、battery-historian(google开源工具)
    方法二:硬件
    一般使用万用表或者功耗仪安捷伦进行测试,使用功耗仪测试的时候,需要制作假电池来进行的,有些不能拔插电池的手机还需要焊接才能进行功耗测试

1.5 GPU篇(FPS)

  1. 概念:
    过度绘制: 界面显示的activity套接了多层而导致
    帧率:屏幕滑动帧速率
    帧方差: 屏幕滑动平滑度
    **FPS:**Frames Per Second 每秒显示的帧数 根据人眼的生理结构,帧率高于24时就被认为是连贯的。对于游戏画面30fps是最低能接受的,60fps逼真感,如果帧率高于屏幕刷新频率就是浪费。要达到30fps,每帧所占用的时间要小于33毫秒

  2. GPU测试中的测试子项:
    1、界面过度绘制
    2、屏幕滑动帧速率
    3、屏幕滑动平滑度

  3. 过度绘制测试:(人工进行测试)
    打开开发者选项中的显示GPU过度绘制(Debug GPU overdraw)
    验收的标准:
    1、不允许出现黑色像素
    2、不允许存在4x过度绘制
    3、不允许存在面积超过屏幕1/4区域的3x过度绘制(淡红色区域)

  4. 屏幕滑动帧速率测试:
    方法一:
    1.手机端打开开发者选项中的启用跟踪后勾选Graphics和View
    2.启动SDK工具Systrace,勾选被测应用,点击Systrace,在弹出的对话框中设置持续抓取时间,在trace taps下面勾选gfx及view选项
    3.手工滑动界面可以通过节拍来进行滑动或者扫动,帧率数据会保存到默认路径下,默认名称为trace.html
    4.将trace.html文件拷贝到linux系统下通过命令进行转换,生成trace.csv文件
    grep 'postFramebuffer' trace.html | sed -e 's/.

    ]\W
    //g' -e 's/:.*$//g' -e 's/.//g' > trace.csv
    5.用excel打开文件计算得到帧率
    方法二:
    硬件的方法,打开高速相机,开启摄像模式,录制手工滑动或者扫动被测应用的视频,再通过人工或者程序数帧的方法对结果进行计算得到帧率

  5. 屏幕滑动平滑度的测试:
    方法如同帧率测试,唯一的差异就是最后的结果计算公式的差异

  6. 捕获app帧率(android流畅度FPS测试):
    1、打开手机开发者选项,勾选GPU显示配置文件(系统会记录保留每个界面最后128帧图像绘制的相关时间信息)
    2、adb shell dumpsys gfxinfo com.xxx.xxx > zinfo.txt
    3、结果数据分析
    Profile data in ms部分:
    Draw: 创建显示列表的时间(DisplayList),所有View对象OnDraw方法占用的时间
    Process: Android 2D渲染引擎执行显示列表所花的时间,View越多时间越长
    Execute:将一帧图像交给合成器(compsitor)的时间,较小

  7. 其他工具:
    GameBench 测试android app的FPS工具
    Gfxinfo 查看app绘制性能工具

1.6 响应时间篇

  1. 理解:
    1)从单击事件触发到容器启动NativeAPP消耗的时间(埋点)
    2)NativeAPP完整启动消耗的时间(可以通过system.log获取)
    3)Native调用RPC请求方法的延迟时间(埋点)
    4)RPC请求发出去过程中的具体数据(req_size req_header req_time等,通过埋点获取)
    5)RPC请求返回的具体数据(res_size res_header res_time等,通过埋点获取)
    6)本地解析返回数据所消耗的时间(埋点或者TraceView工具可获取)
    7)界面渲染的时间(可以通过慢速摄像机或者埋点获取)

  2. android app启动时间测试
    (安卓Activity启动过程性能剖视: www.rudy-yuan.net/archives/59…

  3. 应用的启动时间的测试,分为三类:
    1)首次启动 --应用首次启动所花费的时间
    2)非首次启动 --应用非首次启动所花费的时间
    3)应用界面切换--应用界面内切换所花费的时间

  4. 应用启动时间数据获取:
    1、adb logcat > /address/logcat.txt #所有activity打印的日志
    find “Displayed” /address/logcat.txt > /newaddress/fl.txt #通过日志过滤关键字Displayed来过滤
    find “ActivityName” /newaddress/fl.txt > /newaddress/last.txt #通过activity名来过滤获取所测应用
    通过计算activity最后剩余的时间之和即可
    2、硬件测试, 使用高速相机或者手机采用录像的方法把应用启动过程给录制下来,然后通过人工数帧或者程序数帧的方式计算启动时间

2 弱网测试

  1. 测试方法:
    1、使用真实的SIM卡、运营商网络来进行测试(移动无线测试中存在一些特别的BUG必须在特定的真实的运营商网络下才会发现)
    2、通过代理的方式模拟弱网环境进行测试(charles 硬延迟)
    3、连接模拟弱网的热点进行测试

  2. 热点模拟方法:
    1)通过设置iPhone的开发者模式之后共享热点(硬延迟)
    2)FaceBook开源的ATC(可使用树莓派来搭建ACT环境)

  3. 用户体验需要做的:
    1)在应用中统一弱网加载的界面样式、动画效果、菊花icon等
    2)统一网络错误、服务端错误、超时等展现给用户的界面和提示语句
    3)定义清楚在每个中间过程是的用户交互行为

  4. 转自:https://www.zybuluo.com/defias/note/592309