Android APP性能指标（一）

本文围绕以下性能指标介绍测试Android端的测试方法：

• 启动时间：启动APP所需时间
  
• 流畅度：也称为帧率FPS，指画面每秒传输帧数；帧率越大，页面越流畅。
  
• 过渡绘制：过度绘制形貌的是屏幕上的某个像素在同一帧的时间内被绘制了多次。
  
• 内存：占用系统内存的大小
  
• CPU：对系统CPU的占用率
  
• 流量：流量斲丧
  
• 电量：电量斲丧
  

一、内存

在Android系统中，每个APP内存包括两部门：

• 与其他历程共享内存（shared drity）
  
• APP独占的私有内存（private dirty）
  

在行业内，我们通常会利用PSS（USS+共享的内存）来判断APP的内存开销
查察指令为：adb shell dumpsys meminfo 应用包名或者 adb shell procrank
例如：我们查察快看APP的内存运行环境：

1.1 内存测试

• 空闲状态下，应用内存斲丧
  
• 中等规格状态下（操作时间较长），应用内存斲丧
  
• 满格状态下（操作时间较短），应用内存斲丧
  
• 测试过程中，同时要关注内存峰值、泄漏、内存开释、压测后内存利用环境
  

较轻易出现内存泄漏的部门场景：

• activity间的切换，只要非静态的匿名类对象没有被回收，MainActivity就不会被回收，MainActivity所关联的资源和视图都不会被回收，发生比较严峻的内存泄漏。
  
• 连续查察和发送大图片，不停反复观看返回继承观看等操作，都有可能由于和之前的内存资源没开释而导致内存不停增长。
  
• 有实验异步线程的场景后假如未给线程进行竣事，会引起内存泄漏，由于activity的竣事销毁不会把正在运行的thread也竣事回收掉。比如后台下载或加载东西时关闭activity。
  
• 在activity关闭时Handler还没竣事，会到导致内存泄漏。例如一些界面UI还在刷新时关闭activity。
  
• 从登录界面登录账号后，登录界面的activity只是退到后台或是被登录后的activity覆盖，像这种过渡界面的acticity轻易出现未去摧毁而出现内存泄漏。
  

1.2 内存场景题目

• 内存抖动：频繁的GC，导致UI卡顿
  
• 内存溢出：应用申请的内存不够引发的
  
• 内存泄漏：应用竣过后无法开释内存空间，存在大量次数就会导致内存泄漏
  
• 频繁GC（垃圾收集）
  

1.3 测试尺度

测试场景中内存不会出现持续上升或短时间内出现内存抖动环境和无故申请过大内存的环境
1.4 测试点

• 空闲状态：切换至后台或者启动后不做任何操作，斲丧内存最少
  
• 中强度状态：时间偏长的操作应用
  
• 高强度状态：高强度利用应用，可以跑monkey来测试（通常用来测试内存泄漏）
  

1.5 关注点

1、退出某个页面后，内存是否有回落
假如没有及时回落，且程序主动GC或者手动GC，那便可确认有题目
GC即（Gabarage Collector，垃圾回收器）是指将废弃的内存重新回收再次利用的过程。
2、进行某个操作后，内存是否增长过快
假如增长过快，也有可能存在风险，需重复操作确认
二、CPU

  CPU测试，重要关注的是cpu的占用率。很多时间，我们玩手机时，会出现发热发烫，那是由于CPU利用率过高，CPU过于繁忙，会使整个手机无法响应用户，整体性能降低，用户体验就会很差，也轻易引起ANR（application not responding, 主线程(UI线程)假如在规定时内没有处置惩罚完相应工作，就会出现ANR）等等一系列题目。
静态不超过5%，后台静默不超过1%，一样平常运行状态不超过30%，高负荷运行不超过75%，峰值不超过90%。
2.1 数据获取

• adb shell dumpsys cpuinfo | grep packagename
  
  
  
  可以看出第一行CPU 占用率 4.9%，这个过程是在用户（user）中花 1.5% 的时间，并在内核空间（kernel）花费 3.4% 的时间。
  
• adb shell top -d 1：每隔1s获取cpu占用
  -t 体现历程名称
  -s 按指定行排序
  -n 在退出前刷新几次
  -d 刷新间隔
  -m 体现最大数量
  
  
  
  注：两种方法直接区别在于，top是持续监控状态，而dumpsys cpuinfo获取的实时CPU占用率数据
  

2.2 cpu检测的几种环境

• 空闲状态下的应用CPU斲丧环境（程序运行后按home键挂后台）
  
• 中等规格状态下的应用CPU斲丧环境（程序实验普通操作时的cpu占用）
  
• 中等规格状态下长时间的应用CPU斲丧环境
  
• 满规格状态下的应用CPU斲丧环境
  
• 针对性的场景测试
  

2.3 测试点

• 在空闲时间(切换至后台)的斲丧，根本没大应用利用cpu
  
• 在运行一些应用的环境下，cpu已占50%的环境下，观察应用程序占用cpu的环境
  
• 在高负荷的环境下看CPU的体现（cpu占用应是在80%以上）
  

2.4 具体场景：

• 应用空闲状态运行监测CPU占用率
  空闲状态：应用按Home键退到后台，不再占用系统的状态（通常是灭屏半分钟后）
  CPU占用率=0%
  
• 应用中等规格运行监测CPU占用率
  中等规格：模拟用户最常见的利用场景
  CPU占用率≤30%
  
• 应用满规格长时间正常运行监测CPU占用率
  Monkey测试
  CPU占用率≤30%
  
• 应用正常运行期间监测CPU占用率峰值
  应用正常运行：打开应用进行根本操作
  CPU占用率≤50%
  

2.5 题目排查

我们在面对题目如：APP操作时出现发烫、卡顿、ANR现象，排查是否是CPU题目时：

• 假如是ANR，则在logcat文件里搜索ANR in,以及adb pull 拉取trace文件
  
• 假如没有ANR则利用上述方法获取到CPU占用率，假如某个场景CPU占用率走势非常，峰值存在非常均值大于基线，则可以利用traceview查察分析Trace文件，反馈给RD办理
  

三、GPU（过度绘制）

  GPU渲染是指在一个像素点上绘制多次（超过一次）：体现一个什么都没有做的activity界面算作画了1层，给activity加一个配景是第2层，在上面放了一个Text View（有配景的Text View）是第3层，Text View体现文本就是第4层仅仅只是为了体现一个文本，却在同一个像素点绘制了四次，这是一定要优化的。过度绘制对动画性能的影响是极其严峻的，假如你想要流畅的动画结果，那么一定不能忽视过度绘制。
3.1 数据获取

方法一：进入开发者选项->调试GPU过度绘制->体现过度绘制区域

方法二：

• adb shell dumpsys gfxinfo 包名 > GPU.txt
  
• pull GPU.txt 文件到本地
  
• 定位到Profile datain ms 复制到Excel中绘制表格展示
  

3.2 绘制程度

1）原色：无过渡绘制
2）蓝色：绘制一次 （理想状态）
3）绿色：绘制二次
4）浅红：绘制三次 （可以优化）
5）深红：绘制四次 （必须优化）
3.3 测试尺度

• 不允许出现玄色像素
  
• 不允许存在4X过渡绘制
  
• 不允许存在面积超过屏幕1/4区域的3X过渡绘制
  
• 动态页面、可滑动/滚动列表，还可参考CPU的数据
  

四、FPS（流畅度）

FPS指标是衡量APP画面每秒传输的帧数，每秒钟帧数越多，操作APP的动作越流畅。
FPS指标是体现指标一种，体现指标重要有两大类：

• 系统层级的指标仅有FPS，自己的Surface的合成需要在SurfaceFlinger中进行
  
• 应用层级的指标有三类：
  （1）Aggregate frame stats，属于HWUI功能。HWUI进行Surface绘制后才能分析
  （2）Jankiness count、MAx accumulate frames、Frame rate适合范围广
  （3）SM、Skipped frames 需要Choreographer 绘制Surface 才能正常工作
  

4.1 FPS指标要求

• 在android 屏幕中刷新率为60帧/秒
  
• 每一帧时间不超过16.6ms，画面流畅不卡顿，建议最低大于50FPS
  
• 帧率<=50需优化，>=55为良好，>=57为优秀
  
• 不出现连续丢帧环境
  

4.2 数据获取

方法一：adb下令
（1）手机开启开发者模式，开启“HWUI呈现模式分析”，选择“在adb shell dumpsys gfxinfo中”
（2）adb shell dumpsys gfxinfo 包名获取数据计算滑动帧率和掉帧数

如上图信息表示了每一帧在安卓系统中的四个阶段：

• Draw：表示在Java中创建体现列表部门中，OnDraw()方法占用的时间
  
• Prepare：准备时间
  
• Process：表示渲染引擎实验体现列表所花的时间，view越多，时间就越长
  
• Execute：表示把一帧数据发送到屏幕上排版体现现实花费的时间，实在是现实体现帧数据的后台缓存区与前台缓冲区交换后并将前台缓冲区的内容体现到屏幕上的时间
  

将上面的四个时间加起来就是绘制一帧所需要的时间，假如超过了16.67就表示掉帧了
计算帧率公式：FPS=1000/(Draw+Prepare+Process+Execute)
流畅度尺度：

• Android定义了流畅度的数据尺度，以60FPS为尺度(FPS为每秒绘制的帧数)，帧数过小就会出现卡顿感
  
• 每一帧在安卓系统中分4个阶段，4个阶段的总和超过16.67(1秒60帧，算下来匀称1帧的间隔就约是16.67ms)就认为丢帧
  
• 这个定义在Android6.0以前是一定的，但是现在已经没有固定的尺度了，由于目前安卓系统有3层缓存机制，加上硬件上的进步，即使超过16.67，也不一定会出现卡顿感。所以这个数据在测试时作为一种对比和相对衡量尺度，也可根据需求自定义尺度
  

方法二：开发者选项自带的分析图
手机开启开发者模式，开启“HWUI呈现模式分析”，选择“在屏幕上体现为条形图”

4.3 帧率检测

• ListView界面的帧率
  
• 可滑动界面帧率，如长的textview或可滑动的长图等
  
• 动画较多的页面操作帧率
  
• 针对性的场景测试
  

可能引起掉帧的缘故原由：

• 手机性能差，CPU + GPU工作服从低下
  
• 横竖屏切换，需要用savedInstanceState生存的view信息进行重画
  
• 动画结果太多
  
• GC太多
  
• UI线程壅闭
  
• 界面试图布局过于复杂（可以通过Hierachy View查察）
  
• 过度绘制
  

注意：假如只掉了一帧，但是这帧所占时间较长，比如占了几个垂直同步信号的时间，虽然总体的FPS值还不错，但依然能肉眼感知到这帧的卡顿，所以这种环境也需注意。
参考文档：https://juejin.cn/post/7067840066101608484#heading-5

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