由於採購機械臂測試效能用例和螢幕實際幀率變化，最終工具方案實現後擱置，拿出來”晒晒“。

一、設計初衷

1、面臨使用者和公司內領導試用中反饋的卡頓問題，思考如何能有效量化評估？
2、如何在嘗試復現卡頓的過程中持續監控FPS和丟幀情況？

二、設定預期倒推查詢解決方案

1、無root許可權限制，可直接採集資料計算FPS、丟幀率、最大單幀間隔。
2、控制指令碼影響，不要使監控指令碼成為“負擔”。
3、資料獲取靈活，即可控制檯實時輸出資料，也可以後臺長時間監控。
4、設計評價得分標準，可按：百分比*用例單項評分量化每條用例，從而計算總分使用。

設計實現部分

一、確定資料來源原因（dumpsys SurfaceFlinger --latency）

1、可以清零重新記錄，避免如何分清哪些資料是上次的。（dumpsys SurfaceFlinger --latency-clear）
2、按window獲取資料，可以配合手工操作逐一獲取每個case的流暢度。
3、歷史記錄127行資料，按60幀算可記錄2.12S資料，從而不用頻繁獲取。（最終考慮設定1.6S間隔重新整理資料。）

二、根據需求確定計算規則

1、有重新整理則計算幀率，無重新整理則不輸出資料。
原因：
（1）要做成監控指定視窗流暢度的功能，所以要控制無意義資料。
（2）配合手工操作，靜置狀態不輸出，操作停止後直接重新整理資料，從而使資料和操作對應。
2、間隔500ms以上則判定為操作延遲，每到間隔500ms情況發生重新計算幀率。
原因：
（1）一般做monkey壓力測試設定的是500ms間隔
（2）一般使用者操作頻率間隔是大於500ms情況
3、每次取樣資料大於等於1幀則計算FPS，丟幀率，最大幀間隔。
原因：幀數/總耗時=幀率，所以無論有多少幀都可以直接計算
4、設定流暢度評價規則：
（1）滿足KPI幀率則達成一半需求，佔比50%
（2）小於KPI單幀耗時比例評價畫面變化是否穩定，佔比40%
（3）單幀渲染峰值代表瞬時卡頓最大影響，佔比10%
5、程式碼實現過程中遇到一坑：SurfaceFlinger中同一幀存在間隔複用情況，即相同一行資料間隔幾幀出現兩次。（通過監控微信紅包點選後的彈出框的幀率發現的。）
補充規則：發生兩幀同步時間做差小於第一行幀重新整理週期，則總時間+幀重新整理週期，上一幀資料=前一幀同步時間+幀重新整理週期，總幀數+1

三、程式碼實現

#!/system/bin/sh

show_help() {
echo "
Usage: sh fps.sh [ -t target_FPS ] [ -w monitor_window ] [ -k KPI ] [ -f csv_path ] [ -h ]

Show: FU(s) LU(s) Date FPS Frames jank MFS(ms) OKT SS(%)

    FU(s): Uptime of the first frame.
    LU(s): Uptime of the last frame.
    Date: The date and time of LU.
    FPS: Frames Per Second.
    Frames: All frames of a loop.
    jank: When the frame latency crosses a refresh period, jank is added one.
    MFS(ms): Max Frame Spacing.
    OKT: Over KPI Times. The KPI is the used time of one frame.
    SS(%): Smoothness Score. SS=(FPS/target FPS)*60+(KPI/MFS)*20+(1-OKPIT/Frames)*20
           IF FPS > target FPS: FPS/The target FPS=1
           IF KPI > MFS: KPI/MFS=1
    WN: the window number of same name's window. Eg. SurfaceView

POSIX options | GNU long options

    -t   | --target         The target FPS of the choosed window. Default: 60
    -w   | --window         The choosed window. Default: no window.
    -k   | --KPI            The used time of a frame. Default: KPI=1000/The target FPS.
    -f   | --file           The path of the csv file. Default: output result to console.
    -h   | --help           Display this help and exit
"
 

}

file=""
window=""
target=60
KPI=16
while :
do
    case $1 in
        -h | --help)
            show_help
            exit 0
            ;;
        -t | --target)
            shift
            target=$1
            KPI=$((1000/$1))
            shift
            ;;
        -w | --window)
            shift
            window="$1"
            shift
            ;;
        -k | --KPI)
            shift
            KPI=$1
            shift
            ;;
        -f | --file)
            shift
            file="$1"
            shift
            ;;
        --) # End of all options
            shift
            break
            ;;
        *)  # no more options. Stop while loop
            break
            ;;  
    esac
done

if [ -f /data/local/tmp/busybox ];then
    export bb="/data/local/tmp/busybox"
else
    echo "No /data/local/tmp/busybox"
    exit
fi
if [ -f /data/local/tmp/stop ];then
    $bb rm /data/local/tmp/stop
fi

if [ -f /data/local/tmp/FPS.pid ];then
    pid=`cat /data/local/tmp/FPS.pid`
    if [ -f /proc/$pid/cmdline ];then
        if [ `$bb awk 'NR==1{print $1}' /proc/$pid/cmdline`"a" == "sha" ];then
            echo "The $pid is sh command."
            exit
        fi
    fi
fi
echo $$ >/data/local/tmp/FPS.pid

if [ $target -le 60 -a $target -gt 0 ];then
    sleep_t=1600000
else
    echo "$target is out of (0-60]"
    exit
fi
mac=`cat /sys/class/net/*/address|$bb sed -n '1p'|$bb tr -d ':'`
model=`getprop ro.product.model|$bb sed 's/ /_/g'`
build=`getprop ro.build.fingerprint`
if [ -z $build ];then
    build=`getprop ro.build.description`
fi

uptime=`$bb awk -v T="$EPOCHREALTIME" 'NR==3{printf("%.6f",T-$3/1000000000+8*3600)}' /proc/timer_list`
if [ -z "$file" ];then
    echo ""
    echo `date +%Y/%m/%d" "%H:%M:%S`": $window"
    if [ `$bb awk -F. '{print $1}' /proc/uptime` -lt 1000 ];then
        echo -e "FU(s) \tLU(s) \tDate \t\t\tFPS:$target\tFrames\tjank\tjank2\tMFS(ms)\tOKT:$KPI\tSS(%)\tWN"
    else
        echo -e "FU(s) \t\tLU(s) \t\tDate \t\t\tFPS:$target\tFrames\tjank\tjank2\tMFS(ms)\tOKT:$KPI\tSS(%)\tWN"
    fi
    while true;do
        dumpsys SurfaceFlinger --latency-clear
        $bb usleep $sleep_t
        dumpsys SurfaceFlinger --latency "$window"|$bb awk -v time=$uptime -v target=$target -v kpi=$KPI '{if(NR==1){r=$1/1000000;if(r<0)r=$1/1000;b=0;n=0;w=1}else{if(n>0&&$0=="")O=1;if(NF==3&&$2!=0&&$2!=9223372036854775807){x=($3-$1)/1000000/r;if(b==0){b=$2;n=1;d=0;D=0;if(x<=1)C=r;if(x>1){d+=1;C=int(x)*r;if(x%1>0)C+=r};if(x>2)D+=1;m=r;o=0}else{c=($2-b)/1000000;if(c>500){O=1}else{n+=1;if(c>=r){C+=c;if(c>kpi)o+=1;if(c>=m)m=c;if(x>1)d+=1;if(x>2)D+=1;b=$2}else{C+=r;b=sprintf("%.0f",b+r*1000000)}}};if(n==1)s=sprintf("%.3f",$2/1000000000)};if(n>0&&O==1){O=0;if(n==1)t=sprintf("%.3f",s+C/1000);else t=sprintf("%.3f",b/1000000000);T=strftime("%F %T",time+t)"."sprintf("%.0f",(time+t)%1*1000);f=sprintf("%.2f",n*1000/C);m=sprintf("%.0f",m);g=f/target;if(g>1)g=1;h=kpi/m;if(h>1)h=1;e=sprintf("%.2f",g*60+h*20+(1-o/n)*20);print s"\t"t"\t"T"\t"f+0"\t"n"\t"d"\t"D"\t"m"\t"o"\t"e"\t"w;n=0;if($0==""){b=0;w+=1}else{b=$2;n=1;d=0;D=0;if(x<=1)C=r;if(x>1){d+=1;C=int(x)*r;if(x%1>0)C+=r};if(x>2)D+=1;m=r;o=0}}}}'
        if [ -f /data/local/tmp/stop ];then
            break
        fi
    done
else
    start_time="`date +%Y/%m/%d" "%H:%M:%S`"
    echo "PID:$$\nWindow:$window\nT-FPS:$target\nKPI:$KPI\nStart time:$start_time\nmodel:$model\nmac:$mac\nbuild:$build"
    echo "FU(s),LU(s),Date:$window,FPS:$target,Frames,jank,jank2,MFS(ms),OKT:$KPI,SS(%),WN" >$file
    while true;do
        dumpsys SurfaceFlinger --latency-clear
        if [ -f /data/local/tmp/stop ];then
            echo "Stop Time:`date +%Y/%m/%d" "%H:%M:%S`"
            break
        fi
        $bb usleep $sleep_t
        dumpsys SurfaceFlinger --latency "$window"|$bb awk -v time=$uptime -v target=$target -v kpi=$KPI '{if(NR==1){r=$1/1000000;if(r<0)r=$1/1000;b=0;n=0;w=1}else{if(n>0&&$0=="")O=1;if(NF==3&&$2!=0&&$2!=9223372036854775807){x=($3-$1)/1000000/r;if(b==0){b=$2;n=1;d=0;D=0;if(x<=1)C=r;if(x>1){d+=1;C=int(x)*r;if(x%1>0)C+=r};if(x>2)D+=1;m=r;o=0}else{c=($2-b)/1000000;if(c>500){O=1}else{n+=1;if(c>=r){C+=c;if(c>kpi)o+=1;if(c>=m)m=c;if(x>1)d+=1;if(x>2)D+=1;b=$2}else{C+=r;b=sprintf("%.0f",b+r*1000000)}}};if(n==1)s=sprintf("%.3f",$2/1000000000)};if(n>0&&O==1){O=0;if(n==1)t=sprintf("%.3f",s+C/1000);else t=sprintf("%.3f",b/1000000000);T=strftime("%F %T",time+t)"."sprintf("%.0f",(time+t)%1*1000);f=sprintf("%.2f",n*1000/C);m=sprintf("%.0f",m);g=f/target;if(g>1)g=1;h=kpi/m;if(h>1)h=1;e=sprintf("%.2f",g*60+h*20+(1-o/n)*20);print s","t","T","f+0","n","d","D","m","o","e","w;n=0;if($0==""){b=0;w+=1}else{b=$2;n=1;d=0;D=0;if(x<=1)C=r;if(x>1){d+=1;C=int(x)*r;if(x%1>0)C+=r};if(x>2)D+=1;m=r;o=0}}}}' >>$file
    done
fi

四、監控資料視覺化互動結果設計

既然設計了資料監控的形式，自然要設計配套的資料視覺化呈現方式
1、呈現資料
（1）x軸為同步時間點，每次取樣資料為起始時間點到取樣結束時間的一條橫線。
（2）y軸資料為平均FPS、超KPI幀數比例、和流暢度得分。左右雙y軸設計，左側為幀率，右側為百分比。
（3）兩次資料起始時間間隔超500ms則斷開
（4）每點互動資料顯示此次原始資料記錄
（5）按每次間隔時間超過500ms為準計算每次操作對應的響應時長，作圖呈現。持續監控情況則每超10秒計算一次。
2、一次監視訊控播放視窗結果圖例項：

五、指令碼原始碼

原理介紹引用