Android性能优化之Perfetto

Posted 2021-10-15 bubbleben

Perfetto

一. 通过System Tracing抓取

1. System Tracing Overview

System Tracing即系统跟踪界面，用户可以通过如下两种方式进入系统跟踪界面：

（1）设置 – 其他设置 – 开发者选项 – 系统跟踪（Realme GT Neo 闪速版）；

（2）adb shell am start com.android.traceur/com.android.traceur.MainActivity；

2. System Tracing Options

系统跟踪界面包含以下这些选项，它们与网页版本中的一些选项有着一定的对应关系

（1）录制跟踪记录：开启和关闭trace功能；

（2）跟踪可调试的应用：开启和关闭支持debuggable的应用的自定义trace；

（3）类别：打开特定类别的trace，对应Android apps & svcs中的Atrace userspace annotations，默认为以下几个选项

am：ActivityManager

binder_driver：Binder Kernel driver

dalvik：Dalvik VM

freq：CPU Frequency

gfx：Graphics

hal：Hardware Modules

idle：CPU Idle

input：Input

pm：Package Manager

res：Resource Loading

sched：CPU Scheduling

ss：System Server

view：View System

webview：Webview

wm：Window Manager

（4）恢复默认类别：用户选择自定义的类别，可以重新恢复默认的类别；

（5）每个CPU的缓冲区空间：对应In-memory buffer size有以下4个选项，默认为16384KB；

8192 KB

16384 KB

32768 KB

65536 KB

（6）清除已保存的跟踪记录：清除手机中已保存的trace文件，默认情况下1个月后清除；

（7）长期跟踪：保存长期的trace到设备存储空间，对应Recording Mode中的Long trace，可以设置最大长期跟踪记录大小（默认为10GB）和最大长期跟踪记录时长（默认为30分钟）；

（8）显示“快捷设置”图块：可以在快捷设置中生成一个快捷图标；

3. System Tracing Capture

设置好选项之后，点击“录制跟踪记录”即可开始抓取trace，接着开始复现相关场景，执行完操作之后可以点击下拉通知栏中的系统跟踪通知停止录制，系统会自动保存trace到/data/local/traces目录，用户也可以选择分享trace；

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将/data/local/traces中保存的trace导到本地，打开https://ui.perfetto.dev/#!/viewer，可以通过以下两种方式打开trace

3.1 Open trace file

3.2 Open with legacy UI

二. 通过网页抓取

https://ui.perfetto.dev/#!/record

1. Recording Mode

Perfetto提供了三种录制模式，给用户提供可视化界面方便从不同维度定制各种选项；

1.1 Stop when full

Stop when full 模式下，Perfetto 工作受buffer size 和Max duration 影响，满足其中任一个条件Perfetto 将会停止；

trace 不会因为被覆盖而导致丢失，但如果trace太多会导致提前终止而无法录制到出问题时的trace；

In-memory buffer size：代表每一个核上可以存储的最大的trace的buffer大小，默认为64MB;

Max duration：代表此次trace抓取的最大时长，默认为10s；

1.2 Ring buffer

Ring buffer的选项与Stop when full一致，区别在于其只会受到Max duration 的影响，时间到了就停止抓取 Trace，但是 Trace会有被覆盖的风险；

1.3 Long trace

Long trace 用于长时间地抓取 Trace，但是由于需要定时将 buffer 中的 Trace 写到文件里面去，所以可能会有 IO 的影响；

Max file size：代表生成 Long Trace 的最大文件大小，默认为100M；

Flush on disk every：代表间隔多长时间将In-memory buffer 中的 trace 写入到文件中。这个数值太大会容易丢 Trace，而太小容易影响IO，默认为2500ms；

System Tracing中Max Duration默认为30m，Max file size默认为10GB；

2. Recording command

Recording command用于生成录制指令，点击右上角的复制按钮，在 PC 连接手机的情况下，运行这个指令就可以抓取 Trace ；

3. CPU

3.1 Coarse CPU usage counter

通过轻量级的轮询/proc/stat节点，周期性的监控CPU的使用情况；

3.2 Scheduling details

记录每个CPU核上调度任务的详情；

3.3 CPU frequency and idle states

通过ftrace记录CPU频率和idle状态的改变；

3.4 Syscalls

记录进入和退出系统调用的过程，仅能在userdebug和eng版本上生效；

4. GPU

4.1 GPU frequency

通过ftrace记录GPU的频率；

4.2 GPU memory

记录单个进程或者整个GPU的内存使用情况（仅在Android 12+的版本上可用）；

5.Power

5.1 Battery drain & power rails

记录电池耗电情况；

5.2 Board voltages & frequencies

记录板级传感器电压和频率的改变；

6. Memory

6.1 Native heap profiling

记录Android进程的native堆的分配和回收（仅在Android 10+的版本上可用）；

6.2 Java heap dumps

记录Android应用的java对象的分配情况（仅在Android 11+的版本上可用）；

6.3 Kernel meminfo

记录/pro/meminfo节点的轮询情况；

6.4 High-frequency memory events

通过ftrace的mm_event，rss_stat和ion events，记录短期高频的内存增长情况（仅在Android Q+的版本上可用）;

6.5 Low memory killer

记录LMK事件和OOM评分调整情况；

6.6 Per process stats

定期取样系统中所有进程的信息：包括线程列表，内存计数（包括RSS，swap和/proc/status）和oom_score_adj；

6.7 Virtual memory stats

通过定期轮询/proc/vmstat获取虚拟内存数据，包括统计swap，eviction，compression和pagecache efficiency数据；

7. Android apps & svcs

7.1 Atrace userspace annotations

对应System Tracing中的“类别”，打开这个选项之后，可以选择合适的 atrace tag 开启对应的 Trace ；

7.2 Event log

Event log 可以实时记录 Log，然后将 Log 和 Trace 信息一一对应，非常有利于分析问题；

7.3 Frame timeline

Frame timeline记录从surface_flinger获取到的期望的和实际的帧的情况（仅在Android 12+的版本上可用）；

8. Chrome

Chrome 主要用于分析 Webview 相关的性能问题；

9. Advanced Settings

Advanced Settings 可以开启 ftrace，主要用于分析内核性能问题；