如何优雅的检测主线程中的耗时方法
Posted 麦田里的守望者-Jiang
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了如何优雅的检测主线程中的耗时方法相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
本篇文章不用再看，可以选择新的方式：腾讯 Matrix，统计更准确。另外，也可以自定义gradle plugin，使用 ASM 插桩 统计方法耗时。ps：后面再写一篇关于使用ASM 插桩 统计方法耗时的文章。
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应用程序卡顿原因
在android应用程序中，运行着一个主线程，也被称为UI线程，它处理界面交互的相关的逻辑。 Activiyt、Service、Broadcast、ContentProvider四大基本组件以及各种 View 控件都运行在这个线程中，如果在这个线程中做耗时的操作，就容易引起页面卡顿，也就是掉帧，甚至引起用户最不想看到的ANR。
在Android系统中，想要应用程序画面达到流畅，就必须是60fps。系统每隔16ms发出VSYNC信号，触发对UI进行渲染，要达到60fps，意味着程序的大多数操作都必须在16ms内完成。
所以，Android应用程序卡顿，通常是在主线程中做了耗时操作导致的。
关于消息机制
在探究检测耗时方法原理前，先了解一下系统的消息机制，也就是系统内部是如何通信的。
在Android系统中，提供了一种消息机制，既Handler，Looper，MessageQueue，Message一起组成的消息机制，它们的作用分别是：
- Handler：将一个任务切换到某个指定的线程中去执行，负责发送和处理Message。
- Looper：负责创建MessageQueue，并从MessageQueue取出Message。
- MessageQueue：管理Message。
- Message：消息实体，携带消息数据。
通过查看 ActivityThread 源码，可以看到 Application、Activity、Service、Broadcast、ContentProvider 的生命周期都与消息机制息息相关。
检测耗时方法原理
Looper 是如何运作的？
在应用程序中，程序的入口是 ActivityThread 类的 main 方法：
public static void main(String[] args)
......
Looper.prepareMainLooper(); // 初始化主线程的 Looper
......
Looper.loop(); // 开始消息循环
在main方法中，调用了Looper的初始化方法prepareMainLooper()和取出并分发消息给Handler的loop()方法。
关于prepareMainLooper()方法：
// sThreadLocal.get() will return null unless you've called prepare().
static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
private static Looper sMainLooper;
public static void prepareMainLooper()
prepare(false);
synchronized (Looper.class)
if (sMainLooper != null)
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
sMainLooper = myLooper();
/** Initialize the current thread as a looper.
* This gives you a chance to create handlers that then reference
* this looper, before actually starting the loop. Be sure to call
* @link #loop() after calling this method, and end it by calling
* @link #quit().
*/
public static void prepare()
prepare(true);
private static void prepare(boolean quitAllowed)
if (sThreadLocal.get() != null)
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
/**
* Return the Looper object associated with the current thread. Returns
* null if the calling thread is not associated with a Looper.
*/
public static @Nullable Looper myLooper()
return sThreadLocal.get();
在这个方法中主要初始化了一个应用程序用的Looper，也就是主线程用的Looper。这个方法并不是给程序员调用的，因为该方法是应用程序内部调用，也就是上面main方法调用，所以在其它地方不要调用该方法。
这里有一个重要的类 ThreadLocal ：线程范围内的数据共享，它会存储每个线程对应的 Looper。在主线程中调用prepare(boolean quitAllowed)方法，就会创建一个主线程对应的 Looper；在非主线程中调用prepare(boolean quitAllowed)方法，就会创建一个非主线程对应的 Looper。当然主线程只有一个，所以只可以通过getMainLooper方法获取主线程的Looper；其它线程的Looper，在当前线程通过myLooper方法获取。
关于loop()方法：
/**
* Run the message queue in this thread. Be sure to call
* @link #quit() to end the loop.
*/
public static void loop()
final Looper me = myLooper();
if (me == null)
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
final MessageQueue queue = me.mQueue;
// Make sure the identity of this thread is that of the local process,
// and keep track of what that identity token actually is.
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
for (;;)
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null)
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
// This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
final Printer logging = me.mLogging;
if (logging != null)
logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
msg.callback + ": " + msg.what);
final long slowDispatchThresholdMs = me.mSlowDispatchThresholdMs;
final long traceTag = me.mTraceTag;
if (traceTag != 0 && Trace.isTagEnabled(traceTag))
Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg));
final long start = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
final long end;
try
msg.target.dispatchMessage(msg);
end = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
finally
if (traceTag != 0)
Trace.traceEnd(traceTag);
if (slowDispatchThresholdMs > 0)
final long time = end - start;
if (time > slowDispatchThresholdMs)
Slog.w(TAG, "Dispatch took " + time + "ms on "
+ Thread.currentThread().getName() + ", h=" +
msg.target + " cb=" + msg.callback + " msg=" + msg.what);
if (logging != null)
logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
// Make sure that during the course of dispatching the
// identity of the thread wasn't corrupted.
final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
if (ident != newIdent)
Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"
+ Long.toHexString(ident) + " to 0x"
+ Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
+ msg.target.getClass().getName() + " "
+ msg.callback + " what=" + msg.what);
msg.recycleUnchecked();
该方法的方法实体是一个无限循环。先通过myLooper()方法得到当前线程的Looper对象，再通过Looper对象得到MessageQueue对象，然后再通过
MessageQueue对象取出Message，最后将Message交给Handler发送出去并处理。这段流程代码简化大概如下：
Looper me = myLooper();
MessageQueue queue = me.mQueue;
for (;;)
Message msg = queue.next();// might block
msg.target.dispatchMessage(msg);// msg.target 得到的就是 Handler 对象
｝
可以看出，loop()方法是不断的从MessageQueue中取出消息，然后交给Handler去处理。那么可以得出结论：两个消息之间的时间间隔就是前一个消息的执行时间。因此，通过检测消息的执行时间，就可以看出是不是有阻塞主线程的耗时方法。
如何检测主线程中的耗时方法 ?
再看loop()方法中的for循环：
Printer logging = me.mLogging;
if (logging != null)
logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
msg.callback + ": " + msg.what);
msg.target.dispatchMessage(msg);//分发和处理消息
if (logging != null)
logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
上面会在分发和处理消息开始前和结束后会执行mLogging的 println 方法 ，因此，就可以通过这个println 方法来计算执行消息时间。
关于mLogging对象的赋值：
public void setMessageLogging(@Nullable Printer printer)
mLogging = printer;
所以，只需外部给mLogging赋值就行了。
检测主线程中的耗时方法
设置 Printer 回调监听：
public class BlockDetectByPrinter
public static void start()
Looper.getMainLooper().setMessageLogging(new Printer()
//分发和处理消息开始前的log
private static final String START = ">>>>> Dispatching";
//分发和处理消息结束后的log
private static final String END = "<<<<< Finished";
@Override
public void println(String x)
if (x.startsWith(START))
//开始计时
LogMonitor.getInstance().startMonitor();
if (x.startsWith(END))
//结束计时，并计算出方法执行时间
LogMonitor.getInstance().removeMonitor();
);
通过回调方法println计算执行消息的时间：
public final class LogMonitor
private static final String TAG = "LogMonitor";
private static LogMonitor sInstance = new LogMonitor();
private Handler mIoHandler;
//方法耗时的卡口,300毫秒
private static final long TIME_BLOCK = 300L;
private LogMonitor()
HandlerThread logThread = new HandlerThread("log");
logThread.start();
mIoHandler = new Handler(logThread.getLooper());
private static Runnable mLogRunnable = new Runnable()
@Override
public void run()
//打印出执行的耗时方法的栈消息
StringBuilder sb = new StringBuilder();
StackTraceElement[] stackTrace = Looper.getMainLooper().getThread().getStackTrace();
for (StackTraceElement s : stackTrace)
sb.append(s.toString());
sb.append("\\n");
Log.e(TAG, sb.toString());
;
public static LogMonitor getInstance()
return sInstance;
/**
* 开始计时
*/
public void startMonitor()
mIoHandler.postDelayed(mLogRunnable, TIME_BLOCK);
/**
* 停止计时
*/
public void removeMonitor()
mIoHandler.removeCallbacks(mLogRunnable);
上面利用了 HandlerThread 来检测耗时方法，在分发和处理消息开始前，发送一个延迟300毫秒的消息，如果分发和处理消息结束后还不到300毫秒，也就是消息处理时间小于300毫秒就会移除这个延迟300毫秒的消息，否则就会打印出这个耗时消息的栈轨迹。
在 application中，初始化：
public class YourApplication extends Application
@Override
public void onCreate()
super.onCreate();
BlockDetectByPrinter.start();
测试耗时方法，例如：
public class MainActivity extends AppCompatActivity
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState)
super.onCreate(savedInstanceState);
method1();
public void method1()
try
Thread.sleep(400L);
catch (InterruptedException e)
e.printStackTrace();
查看打印的log消息：
可以看到具体耗时方法在代码的哪一行，找到了method1方法中
Thread.sleep(400L)。
总结
通过主线程中Looper的loop()方法，在分发处理消息开始前和结束后的打印log回调接口，可以检测出执行的耗时方法。在应用程序中，应该严格定义耗时方法的执行时间的卡口，这样才能保证程序质量。
参考文献：
Android UI性能优化 检测应用中的UI卡顿
以上是关于如何优雅的检测主线程中的耗时方法的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章