Python解析systrace获取APP快速滑动界面的帧率

Posted 2021-06-30 软件测试小dao

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本文不讲解怎么抓取systrace，也不会讲解chrome浏览器操作systrace的快捷键方法，主要讲解手工怎么查看每帧的耗时，以及systrace解析每帧的原理。文末提供Python解析脚本，原理说明文档，测试systrace文件。

一、systrce文件的查看(具体的例子)1、打开systrace文件，只能使用chrome浏览器，在地址栏输入chrome://tracing/，然后点击Load加载文件：
2、加载完成后在界面按g/G键，然后按v键，出现的界面如下图，图示是点击了g和v以后的效果，其中红色的竖线是点击了g键后的效果，代表的是60hz线，固定的每个间隔是16.6ms；灰色的块是点击了v键后的效果，代表每一帧，即同步信号；F标记代表每一帧的开始；
3、加载完成后下滑到测试应用的进程处，测试的应用都是以http://com.xxx的开头的包名，通过截图也可以知道测试应用的进程pid是7154，如下图：
4、如下图上F就是我们要解析的地方，通过W键放大如下，如果是绿色说明一帧的绘制时间<16.67ms(=1/60，针对机器是60fps的)，红色代表的是严重卡顿，黄色代表卡顿，绿色代表还能处理。如：
5、继续放大，然后点击任意F下的"Choreographer#doFrame"，浏览器下面的面板出现的"Wall Duration"就代表一帧的绘制时间，图中的是5.030ms，远<16.67ms，说明该帧流畅，如果该帧的绘制时间大于16.67ms，F就是黄色和红色，如：

6、根据这样的思路，就可以把systrace文件中每帧的 "Choreographer#doFrame"的时间找出来，如果下一帧的开始时间减上一帧的开始时间除以16.67ms并向下取整不等于0，说明有掉帧；如下截图说明2帧之间有掉帧：

7、例外情况，本帧率计算只考虑计算“Choreographer#doFrame”这个时间，不考虑其他需要绘制的时间，相对来说是最小值。

二、systrace解析帧率原理

1、使用文本文件打开systrace文件，我们可以看到如下的内容，其中com.qiyi.video-13287 (13287) [000] … 1785.417179: tracing_mark_write:B|13287|Choreographer#doFrame就是该进程的第一个起始帧，1785.417179这个代表的是起始时间：
2、得到了开始时间，相对应的就会有结束时间，有一个B(begin)，就会对应一个E(end)其中com.qiyi.video-13287 (13287) [000]… 1785.417334: tracing_mark_write:E|13287就是相对应的结束时间(截图中删除了一些无关的内容)，只需要找到最初入栈的B相对应的E就知道结束时间了，这样出栈时间减入栈时间就可以得到该标签的时间。如下：
3、特殊情况，当systrace中出现如下情况的时候，说明当前界面没有进行绘制，体现在systrace文件中就是B与E不对等，解析的时候需要提前结束，如下截图：

备注网上介绍systrace解析原理的文章：systrace的log中标签时间计算原理

三、脚本解析结果与systrace的解读

1、脚本的解析结果以txt的格式保存，如下(命名方式是测试应用的pid__result_framestate.txt，包含解析的帧数、帧率、是否有掉3帧，以及帧与帧掉帧情况、每一帧的绘制时间，可以优化)，每一帧起始和结束时间没有打印保存，仅作调试用：

2、例如解析结果13和14帧之间丢了2帧，对应的systrace文件中的地方就是：
3、脚本中BE出栈入栈的解析方法主要是在函数ayalyse_frame_data(out_temp_systrace_file, animator_pid)中，具体的解析方法如下：

with open(out_temp_systrace_file, encoding='utf-8', mode='r') as f:
    while True:
      line = f.readline()
      if line == "":
        break
      if isFirstFrameFlag:
        if re.compile(pattern_start_frame).search(line) is not None: #找到第一帧和第一帧的开始时间
          isFrameFlag = True
          frames_stack.append(line)  # 找到第一个，入栈
          total_frames += 1
          start_time = getTimeFromLine(line)  #第一帧开始时间，也是测试开始时间，也是每一帧的开始时间
          list_frame_start_time.append(start_time)
          isFirstFrameFlag = False
      elif re.compile(pattern_start_frame).search(line) is not None:  #找到第2、3、N帧
        isFrameFlag = True
        frame_start_time = getTimeFromLine(line)
        list_frame_start_time.append(frame_start_time) #找到前一帧的最后一个出栈帧
        if DEBUG:
          print("======打印结束帧=====")
          print(stack_temp_frame_line)
        frame_end_time = getTimeFromLine(stack_temp_frame_line)  #每一帧的结束时间，最后一帧是总的结束时间
        list_frame_end_time.append(frame_end_time)
        if len(frames_stack) != 0:  #说明在最后的BE数量不匹配，测试结束
          break
        frames_stack.append(line)  # 将B开头的入栈，碰到E出栈
        total_frames += 1
      elif re.compile(pattern_start2_frame).search(line) is not None: #遇到"tracing_mark_write: B"就入栈
        if isFrameFlag:
          frames_stack.append(line)  # 将B开头的入栈，碰到E出栈
      elif re.compile(pattern_end_frame).search(line) is not None:  #遇到"tracing_mark_write: E"就出栈
        if isFrameFlag and len(frames_stack) != 0:
          frames_stack.pop()  #不空则出栈
        #等于0时说明出栈完毕，同时该帧计算完毕
        if isFrameFlag and len(frames_stack) == 0:
          isFrameFlag = False
          stack_temp_frame_line = line  # 保存最后一个要出的E，然后在Choreographer#doFrame做计算
        #当B和E不成对的时候，说明这个时候Choreographer#doFrame(Did Not Finish),systrace的表现，暂时不知道为什么
        #出现该种情况则测试结束，后续的不需要渲染，在首帧上判断是否 len(frames_stack) != 0
        pass

特别注意脚本中的帧率时间设置：

使用说明：

1、安装Python3以上，然后将测试文件"测试trace.html"和脚本本"parse_systrace_tool.py"放到放到同一目录。

python  parse_systrace_tool.py  测试trace.html

2、如果脚本和测试文件不在同一个目录的话，则在测试时需要输入"测试trace.html"的完整路径

python   parse_systrace_tool.py   x:\\xx\\xx\\测试trace.html

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