现代Android性能工具

在移动应用开发中，保持应用的高性能是至关重要的。Android平台提供了多种性能工具，可以帮助开发者测量、分析和改进应用的性能表现。本文将介绍Android性能测量项目、性能测量工具和性能改进工具的详细内容，以及它们的使用方法和效果。

性能测量项目

性能测试项目包含启动时间及UI卡顿。

启动时间

应用启动时间是用户体验的关键指标之一，可以根据应用启动的类型和状态进行区分：

• 冷启动：设备启动后首次启动或应用由于进程终止而重新启动
• 温启动：从应用的onCreate方法开始启动
• 热启动：将应用带到前台
  在性能测量中，启动时间可以根据首次显示时间（TTID）和完全显示时间（TTFD）来评估应用的启动性能。

卡顿

卡顿是指应用无法保持每秒60帧的流畅度，导致用户感觉到界面不流畅。在性能测量中，可以使用卡顿统计工具或宏基准测试来检测应用的卡顿情况。

卡顿统计：无法跟上每秒60帧的速度时 宏基准测试：帧处理速度超过16ms时

性能测量工具

性能测量工具包含宏基准测试和卡顿统计工具。

宏基准测试

宏基准测试是用于测量应用启动时间和卡顿的库，具有以下特点：

• 可选择要测量的部分并进行旋转，设计适用于用户案例
• 不直接调用代码进行测量，而是模拟实际用户操作
• 需要Android M（API 23）及更高版本的设备支持
• 提供了测量启动时间和卡顿的指标，如StartupTimeMetric和FrameTimingMetric
  快速开始

1. 在项目中右键单击
2. New > Module.
3. 选择Benchmark Template
4. 选中宏基准测试
5. 选择最低SDK
6. 完成

• 创建benchmark模块
• 创建benchmark构建类型
• manifest中创建
  标记
• 创建测试代码
  测试代码

@RunWith(AndroidJUnit4::class)
class ExampleStartupBenchmark {
@get:Rule
val benchmarkRule = MacrobenchmarkRule()

@Test
fun startup() = benchmarkRule.measureRepeated(
    packageName = "com.your.package.name",
    metrics = listOf(StartupTimingMetric()),
    compilationMode = CompilationMode.DEFAULT,
    iterations = 5,
    startupMode = StartupMode.COLD,
    setupBlock = {
        pressHome()
    }
) {
    startActivityAndWait()
    Thread.sleep(3000)
}

}
metrics

• StartupTimeMetric（启动时间）— 应用启动时间
• FrameTimingMetric（卡顿）— 每帧的成本
  compilationMode
• None, Partial（部分编译，类似于通过Google Play商店安装应用程序的状态），Full
  startupMode
• 冷启动 — 进程未存活状态
• 温启动 — 从当前进程中启动activity
• 热启动 — 将现有activity带到前台
  测试结果
• 显示最小值、最大值和中位数
• 时间信息以文件链接形式呈现，点击链接可在分析器中查看详细结果
  卡顿统计工具

卡顿统计工具帮助开发者发现和分析应用的卡顿情况，具有以下功能：

• 基于FrameMetrics API，并添加了卡顿推理和UI状态功能
• 可通过JankStats确定帧是否出现卡顿
• 提供每帧的状态信息，包括屏幕状态和用户操作
  快速开始

1. 导包
2. Activity中onCreate()方法调用入口函数
3. onResume/onPause设置isTrackingEnabled

卡顿推理 完成基本代码编写后，可以通过jankFrameListener获取每个帧的信息。可使用isJank字段判断是否存在卡顿。

UI状态 每帧的状态包含stateName和state两种字符串数据。打印日志将显示如下格式： 例如 [RecyclerView: Idle, RecyclerView: Scroll, Activity: YourActivity] 可利用此状态进行情况判断并解决卡顿问题。不过可能会有些麻烦。

实际使用后，对于检测起到了一定的帮助。即使在认为界面运行流畅的情况下，日志中也会记录到卡顿，通过详细的滚动测试，开始注意到轻微的卡顿。它明确了人眼可能产生分歧的部分，从而避免了不必要的（或情绪化的）沟通。

性能改进工具

基准配置文件

基准配置文件用于预编译类和方法的清单，可以提升方法执行速度，从而改善应用性能。应用基准配置文件的过程包括创建文件、提取、复制到项目中并验证效果。

基本流程：

创建基准配置文件 > 提取 > 复制到main/src中 > 验证（基准测试）
应用示例

创建基准配置文件

1. 编写代码等待主页Activity渲染
   @RunWith(AndroidJUnit4::class)
   class ExampleBaselineProfile {
   @get:Rule
   val rule = BaselineProfileRule() @Test
   fun startHomeAndAvatarLoading() {
   rule.collectBaselineProfile(“com.your.package.name”) {
   // start the app flow
   pressHome()
   startActivityAndWait()
   device.wait(
   Until.hasObject( By.res(packageName, “left_menu_button”)),
   TimeUnit.SECONDS.toMillis(30)
   )
   }
   }
   }
2. 执行应用并提取生成的文件（需要root权限）
3. 将文件复制到项目中，并验证基准配置文件的应用效果，文件更名为baseline-prof.txt，并复制到main/src中
4. 验证
   可通过以下方式将profile应用于启动时间的测量。

compilationMode = CompilationMode.Partial(
baselineProfileMode = BaselineProfileMode.Require
),
通过应用基准配置文件，可以在项目中显著减少启动时间，提升应用的性能。

结语

Android性能工具的使用对于优化应用性能至关重要。通过测量启动时间、检测卡顿情况以及应用基准配置文件等方式，开发者可以更好地了解应用的性能状况并进行针对性的优化。建议开发者在开发过程中充分利用这些性能工具，以提升应用的用户体验和竞争力。