Android App效能優化——記憶體、CPU、耗電量、啟動時間指標獲取

阿新 • • 發佈：2021-06-15

最近公司要求對App進行效能優化。考慮到既然是優化效能，那首先要獲取App的相關效能指標，比如： 記憶體佔用、CPU利用率、App啟動時間、App耗電量等情況，獲取以上各指標後，才能針對性分析確定是否存在優化的可能。

檢視App啟動時間（冷啟動、熱啟動）
檢視程序記憶體佔用
檢視程序CPU使用率
檢視App耗電量

一、App啟動時間

本小節記錄以下三個adb shell 命令：

adb shell am start -W [包名]
啟動APP，查詢App的啟動時間
adb shell am start -n [包名]/[包名.Activity]
啟動一個Activity（不記錄啟動時間）
adb shell am force-stop [包名]
關閉一個APP程序

1.1、App啟動時間

查詢App的啟動時間，可以用以下命令：

// 啟動APP，查詢App的啟動時間
// adb shell am start -W [包名]
adb shell am start -W com.xiaxl.demo

查詢結果中，對應的時間引數詳細解析如下：

ThisTime：對應activity啟動耗時；
TotalTime：應用自身啟動耗時 = ThisTime + 應用application等資源啟動時間
WaitTime：系統啟動應用耗時 = TotalTime + 系統資源啟動時間

1.2、啟動一個Activity（不記錄啟動時間）

單純啟動一個Activity，不記錄啟動時間

，可以使用以下命令。

// 啟動一個Activity（不記錄啟動時間）
// adb shell am start -n [包名]/[包名.Activity]
adb shell am start -n com.xiaxl.demo/com.volley.demo.DmTestActivity

示例圖中，對應Activity在AndroidManifest.xml中的宣告方式如下：

<activity
    android:name="com.volley.demo.DmTestActivity"
    android:exported="true"></activity>

1.3、關閉一個App程序

關閉一個App程序用如下命令。

// 關閉一個APP程序用如下命令。
// adb shell am force-stop [包名]
adb shell am force-stop com.xiaxl.demo

二、程序記憶體佔用

本小節記錄以下四個adb shell 命令：

adb shell dumpsys meminfo [程序名]
Android系統中，檢視某一程序的記憶體佔用情況
adb shell ps
Android系統中，顯示全部系統程序
adb shell ps | grep [keyword]
Android系統中，篩選包含特定關鍵詞的程序
adb shell cat /proc/meminfo
Android系統中，檢視整個系統的記憶體詳情

2.1、檢視程序記憶體佔用

Android系統中，檢視某一程序的記憶體佔用情況可以使用以下命令。

// 檢視Android系統中，某一程序的記憶體佔用情況
// adb shell dumpsys meminfo [程序名]
adb shell dumpsys meminfo com.xiaxl.demo

以上截圖中 TOTAL 欄位，為對應程序佔用的系統總記憶體；其他欄位不再做詳細介紹。

2.2、顯示全部系統程序

Android系統中，若不瞭解對應程序的程序名稱，可用如下命令顯示全部系統程序：

// Android系統中，顯示全部系統程序
adb shell ps

2.3、篩選程序

Android系統中，亦可根據特定關鍵詞，篩選包含特定關鍵詞的程序：

// Android系統中，篩選包含特定關鍵詞的程序
adb shell ps | grep [keyword]

2.4、檢視系統記憶體詳情

Android系統中，如果需要檢視整個系統的記憶體詳情，可以使用以下命令。

// Android系統中，檢視整個系統的記憶體詳情
adb shell cat /proc/meminfo

相關引數的詳細解釋如下所示：

MemTotal:         688576 kB     總記憶體
MemFree:          153736 kB     空閒記憶體
MemAvailable:     339884 kB     可用記憶體
Buffers:              16 kB     給檔案的緩衝大小
Cached:           267672 kB     高速緩衝儲存器
SwapCached:           36 kB     被高速緩衝儲存用的交換空間的大小
Active:           222900 kB     活躍使用中的高速緩衝儲存器頁面檔案大小
Inactive:         123700 kB     不經常使用中的告訴緩衝儲存器檔案大小
Active(anon):      31800 kB     活躍的匿名記憶體（程序中堆上分配的記憶體,是用malloc分配的記憶體）
Inactive(anon):    57272 kB     不活躍的匿名記憶體
Active(file):     191100 kB     活躍的file記憶體
Inactive(file):    66428 kB　　　　不活躍的file記憶體     
Unevictable:           0 kB　　　　不能被釋放的記憶體頁
Mlocked:               0 kB　　　　mlock()系統呼叫鎖定的記憶體大小
SwapTotal:       2097148 kB　　　　交換空間總大小
SwapFree:        2096884 kB　　　　空閒交換空間
Dirty:                 0 kB　　　　等待被寫回到磁碟的大小
Writeback:             0 kB　　　　正在被寫回的大小
AnonPages:         78876 kB       未對映頁的大小
Mapped:            28556 kB　　　　裝置和檔案對映大小
Shmem:             10160 kB　　　　已經被分配的共享記憶體大小
Slab:             102916 kB　　　　核心資料結構快取大小
SReclaimable:      49616 kB　　　 可收回slab的大小
SUnreclaim:        53300 kB　　　 不可回收的slab的大小
KernelStack:        4416 kB      kernel消耗的記憶體
PageTables:         6028 kB      管理記憶體分頁的索引表的大小
NFS_Unstable:          0 kB      不穩定頁表的大小
Bounce:                0 kB      在低端記憶體中分配一個臨時buffer作為跳轉，把位於高階記憶體的快取資料複製到此處消耗的記憶體
WritebackTmp:          0 kB      USE用於臨時寫回緩衝區的記憶體
CommitLimit:     2441436 kB      系統實際可分配記憶體總量
Committed_AS:     308028 kB      當前已分配的記憶體總量
VmallocTotal:   34359738367 kB   虛擬記憶體大小
VmallocUsed:      179588 kB　　　 已經被使用的虛擬記憶體大小
VmallocChunk:   34359310332 kB   malloc 可分配的最大的邏輯連續的記憶體大小
HardwareCorrupted:     0 kB      刪除掉的記憶體頁的總大小(當系統檢測到記憶體的硬體故障時)
AnonHugePages:      6144 kB      匿名 HugePages 數量
CmaTotal:              0 kB　　　 總的連續可用記憶體
CmaFree:               0 kB      空閒的連續記憶體
HugePages_Total:       0　　　　  預留HugePages的總個數 
HugePages_Free:        0　　　　　池中尚未分配的 HugePages 數量
HugePages_Rsvd:        0      　 表示池中已經被應用程式分配但尚未使用的 HugePages 數量
HugePages_Surp:        0　　　　  這個值得意思是當開始配置了20個大頁，現在修改配置為16，那麼這個引數就會顯示為4，一般不修改配置，這個值都是0
Hugepagesize:       2048 kB     每個大頁的大小
DirectMap4k:      108416 kB　　　對映TLB為4kB的記憶體數量
DirectMap2M:      940032 kB　　　對映TLB為2M的記憶體數量
DirectMap1G:           0 kB     對映TLB為1G的記憶體數量

三、程序CPU佔用

本小節記錄以下兩個adb shell 命令：

adb shell dumpsys cpuinfo | grep [程序名]
Android系統中，檢視某一程序的CPU佔用情況情況
adb shell cat /proc/cpuinfo
Android系統中，檢視CPU各核心詳情

3.1、程序CPU佔用

Android系統中，篩選檢視某一程序的CPU佔用情況可以使用以下命令。

// 檢視Android系統中，篩選某一程序的CPU佔用情況
adb shell dumpsys cpuinfo | grep [程序名]

// 檢視Android系統，CPU佔用情況（各程序CPU佔用，總的CPU佔用）
adb shell dumpsys cpuinfo

adb shell dumpsys cpuinfo | grep [程序名] 命令可以篩選特定程序的CPU佔用資訊。

adb shell dumpsys cpuinfo 命令可以展示出每一個程序的CPU佔用資訊，同時列印總的CPU佔用資訊。

3.2、CPU各核心詳情

Android系統中，如果需要檢視CPU各個核心的詳細資訊，可以使用以下命令。

// Android系統中，檢視CPU各個核心的詳細資訊
adb shell cat /proc/cpuinfo

相關引數的詳細解釋如下所示：

// CPU 架構， 64bit
Processor	: AArch64 Processor rev 14 (aarch64)
// 系統中邏輯處理核的編號，0~7表示8核CPU。
processor	: 0
// 在系統核心啟動時粗略測算的CPU速度（Million Instructions Per Second）
BogoMIPS	: 38.40
Features	: fp asimd evtstrm aes pmull sha1 sha2 crc32 atomics fphp asimdhp cpuid asimdrdm lrcpc dcpop asimddp
// ARM 架構
CPU implementer	: 0x51
// 8核
CPU architecture: 8
CPU variant	: 0xd
CPU part	: 0x805
CPU revision	: 14

// 品牌
Hardware	: Qualcomm Technologies, Inc LITO

四、App耗電量

App耗電量相關資料獲取與分析可以採用以下兩種方式：

adb shell dumpsys batterystats
採用該命令，獲取對應包名應用耗電量資料；
Battery-Historian分析工具
採用該分析工具，可以實現對應包名應用耗電量分析；

4.1、adb shell dumpsys batterystats

Android系統中，檢視對應包名應用電量消耗資料，可以採用如下方式。

a、重置電量資料（連線資料線操作）

首先要重置電量資料（重置電量資料，所有App的電量消耗資料將清零）；
然後開啟全量日誌資料（開啟全量電量相關日誌記錄）。

// 重置電量資料
adb shell dumpsys batterystats --reset
// 開啟全量日誌記錄
adb shell dumpsys batterystats --enable full-wake-history

b、APP相關場景測試（斷開資料線）

重置電量資料後，需要拔掉資料線，進行相關APP場景測試。

c、匯出（重新連線資料線）

重新連線資料線 通過以下命令可在命令列檢視對應應用的電量消耗，亦可將電量消耗資訊匯出到檔案中。

// 檢視 應用電量消耗
adb shell dumpsys batterystats [應用包名] | more
// 匯出 應用電量訊息，這裡使⽤命令more分篇檢視電量相關資料
adb shell dumpsys batterystats [應用包名] >1.txt

4.2、Battery-Historian分析工具

Battery Historain是谷歌開發的分析工具，其可以用來分析對應包名應用的耗電情況。

因本小節重點還是如何獲取對應包名應用耗電相關資料，對於Battery Historain的安裝與簡單使用可參考我的文章
Mac 中 Battery Historain 安裝與使用：
https://xiaxl.blog.csdn.net/article/details/117758299

對應包名應用耗電相關資料獲取步驟如下：

a、重置電量資料（連線資料線操作）

首先要重置電量資料（重置電量資料，所有App的電量消耗資料將清零）；
然後開啟全量日誌資料（開啟全量電量相關日誌記錄）。

// 重置電量資料
adb shell dumpsys batterystats --reset
// 開啟全量日誌記錄
adb shell dumpsys batterystats --enable full-wake-history

b、APP相關場景測試（斷開資料線）

重置電量資料後，需要拔掉資料線，進行相關APP場景測試。

c、匯出（重新連線資料線）

重新連線資料線 通過以下命令匯出對應應用的電量消耗資料。

// Android 7.0(包含) 以上裝置執行如下命令：
adb bugreport > bugreport.zip
// Android 6.0(包含) 以下裝置執行如下命令：
adb bugreport > bugreport.txt

d、battery-historian 工具分析電量消耗

上一步匯出的bugreport檔案，上傳到battery-historian 工具進行分析。

注：
國內安裝Battery Historain太繁瑣，主要是各種依賴包國內都下載不下來。
昨天我安裝Battery Historain 一下午沒搞定，後來搞到半夜一點鐘 終於安裝完成（中途曾幾度想放棄安裝，總之安裝太繁瑣）。
後來發現，已經有人搭建了一個Battery Historain線上環境，相關網址為： https://bathist.ef.lc/

將匯出的bugreport檔案上傳到 https://bathist.ef.lc/ ，便可以開始應用耗電分析了。

五、參考：

使用 Battery Historian 分析耗電情況：
https://developer.android.google.cn/topic/performance/power/battery-historian?hl=zh-cn

Battery Historian GitHub地址如下：
https://github.com/google/battery-historian?spm=a2c6h.12873639.0.0.10ed5c987lIJt6

Android 除錯橋 (adb)
https://developer.android.google.cn/studio/command-line/adb?hl=zh-cn

android developer dumpsys：
https://developer.android.google.cn/studio/command-line/dumpsys?hl=zh-cn

Android App效能優化——記憶體、CPU、耗電量、啟動時間指標獲取

一、App啟動時間

1.1、App啟動時間

1.2、啟動一個Activity（不記錄啟動時間）

1.3、關閉一個App程序

二、程序記憶體佔用

2.1、檢視程序記憶體佔用

2.2、顯示全部系統程序

2.3、篩選程序

2.4、檢視系統記憶體詳情

三、程序CPU佔用

3.1、程序CPU佔用

3.2、CPU各核心詳情

四、App耗電量

4.1、adb shell dumpsys batterystats

a、重置電量資料（連線資料線操作）

b、APP相關場景測試（斷開資料線）

c、匯出（重新連線資料線）

4.2、Battery-Historian分析工具

a、重置電量資料（連線資料線操作）

b、APP相關場景測試（斷開資料線）

c、匯出（重新連線資料線）

d、battery-historian 工具分析電量消耗

五、參考：

= THE END =

相關推薦