Android 性能测试概述

时间 2019-11-09

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Android性能测试分为两类：
一、一类为rom版本（系统）的性能测试
二、一类为应用app的性能测试html
Android的app性能测试包括的测试项好比：
一、资源消耗
二、内存泄露
三、电量功耗
四、耗时
五、网络流量消耗
六、移动终端相关资源利用率
七、帧率
八、渲染等等....java
工具：
（工具的原理都是基于调用android底层的一些api来获取到测试所用到的值）GT等linux
测试方法：
一、设计场景：手工或自动化场景
二、获取数据：可获取的数据包括：内存、cpu、电量功耗、hprof（内存泄露分析文件）、响应时间等等。。。。配合手工或自动化场景来获取数据（最好多取几回并且每次配合不一样的设备看平均值）做为最后的对比分析
三、结果分析：拿到数据后分析哪些模块的数据异常再去Check code定位问题的缘由android
Android系统的几种场景状态：
一、空闲状态：指打开应用后，点击home键让应用后台运行，此时应用处于的状态叫作空闲
二、中等规格和满规格状态：中等规格和满规格指的是对应用的操做时间的间隔长短不一，中等规格时间较长，满规格时间较短shell

1.1 内存篇

背景知识：
C/C++申请的内存空间在native heap中，而java申请的内存空间则在dalvik heap中。这个是由于Android系统对dalvik的vmheapsize做了硬性限制，当java进程申请的java空间超过阈值时，就会抛出OOM异常（这个阈值能够是48M、24M、16M等，视机型而定），能够经过adb shell getprop | grep dalvik.vm.heapgrowthlimit查看此值。也就是说，程序发生OMM并不表示RAM不足，而是由于程序申请的java heap对象超过了dalvik vmheapgrowthlimit。也就是说，在RAM充足的状况下，也可能发生OOM。api

这样的设计彷佛有些不合理，可是Google为何这样作呢？这样设计的目的是为了让Android系统能同时让比较多的进程常驻内存，这样程序启动时就不用每次都从新加载到内存，可以给用户更快的响应。迫使每一个应用程序使用较小的内存，移动设备很是有限的RAM就能使比较多的app常驻其中。可是有一些大型应用程序是没法忍受vmheapgrowthlimit的限制的缓存

实际上dalvik.vm.heapgrowthlimit和dalvik.vm.heapsize都是java虚拟机的最大内存限制，应用若是不想在dalvikheap达到heapgrowthlimit限制的时候出现OOM，须要在Manifest中的application标签中声明android：largeHeap=“true”，声明后应用dalvik heap达到heapsize的时候才会出现OOMbash

内存测试中的测试子项：
1）空闲状态下的应用内存消耗状况
2）中等规格状态下的应用内存消耗状况
3）满规格状态下的应用内存消耗状况
4）应用内存峰值状况
5）应用内存泄露状况
6）应用是否常驻内存
7）压力测试后的内存使用状况网络
内存问题现象：
1）内存抖动
2）大内存对象被分配
3）内存不断增加
4）频繁GC数据结构
内存数据获取：
一、各类linux命令（top、free、meminfo…）
二、经过dumpsys
adb shell dumpsys meminfo [pakagename | pid]
三、经过/system/xbin/procrank工具
adb shell procrank
说明：
VSS – Virtual Set Size 虚拟耗用内存（包含共享库占用的内存）
RSS – Resident Set Size 实际使用物理内存（包含共享库占用的内存）
PSS – Proportional Set Size 实际使用的物理内存（比例分配共享库占用的内存）
USS – Unique Set Size 进程独自占用的物理内存（不包含共享库占用的内存） USS 是针对某个进程开始有可疑内存泄露的状况，是一个程序启动了会产生的虚拟内存，一旦这个程序进程杀掉就会释放。不过USS须要经过root的手机。通常没有root的手机咱们能够获取PSS。而PSS经过以下命令来获取：adb shell dumpsys meminfo <Package Name>|grep TOTAL
四、经过android提供的procrank
1）首先去google获取procrank、procmem、libpagemap.so三个文件
2）而后push文件，执行 adb push procrank /system/xbin adb push procmem
/system/xbin adb push libpagemap.so /system/lib
3）赋权 adb shell chmod 6755 /system/xbin/procrank adb shell chmod 6755 /system/xbin/procmem adb shell chmod 6755 /system/lib/libpagemap.so ,
4）在开启工具记录 adb shell procrank |grep packagename >/address/procrank.txt
五、经过android提供的ActivityManager的getMemoryInfo(ActivityManager.MemoryInfo outInfo)（这个方法是写一个简单的app去监控的时候用到的，轻便简单）

privatevoidGetMemory()
{
finalActivityManager activityManager =(ActivityManager) getSystemService(ACTIVITY_SERVICE);
ActivityManager.MemoryInfo info =newActivityManager.MemoryInfo();
activityManager.getMemoryInfo(info);
Log.i(tag,"系统剩余内存:"+(info.availMem >>10)+"k");
Log.i(tag,"系统是否处于低内存运行："+info.lowMemory);
Log.i(tag,"当系统剩余内存低于"+info.threshold+"时就当作低内存运行");
}

MemTotal: 全部可用RAM大小。 MemFree: LowFree与HighFree的总和，被系统留着未使用的内存。
Buffers: 用来给文件作缓冲大小。 Cached: 被高速缓冲存储器（cache memory）用的内存的大小（等于diskcache
minus SwapCache）。 SwapCached:被高速缓冲存储器（cache
memory）用的交换空间的大小。已经被交换出来的内存，仍然被存放在swapfile中，用来在须要的时候很快的被替换而不须要再次打开I/O端口。
Active: 在活跃使用中的缓冲或高速缓冲存储器页面文件的大小，除非很是必要，不然不会被移做他用。 Inactive:
在不常用中的缓冲或高速缓冲存储器页面文件的大小，可能被用于其余途径。 SwapTotal: 交换空间的总大小。 SwapFree:
未被使用交换空间的大小。 Dirty: 等待被写回到磁盘的内存大小。 Writeback: 正在被写回到磁盘的内存大小。
AnonPages：未映射页的内存大小。 Mapped: 设备和文件等映射的大小。 Slab:
内核数据结构缓存的大小，能够减小申请和释放内存带来的消耗。 SReclaimable:可收回Slab的大小。
SUnreclaim：不可收回Slab的大小（SUnreclaim+SReclaimable＝Slab）。
PageTables：管理内存分页页面的索引表的大小。 NFS_Unstable:不稳定页表的大小。

5. android检查内存泄露步骤：
复制代码

一、运行Monkey进行压力测试：
adb shell monkey -p cn.microinvestment.weitou --pct-touch 100 --ingore-crashes --throttle 1000 -s 100 -v -v 50
二、监控内存值，若是出现过大等递增异常则保存HPROF文件（hprof文件是Java 虚拟机的Heap快照）用于分析查看应用内存的命令：
adb shell dumpsys meminfo cn.microinvestment.weitou(进程名)
若是发现内存过大，则保存HPROF文件：adb shell am dumpheap <进程名> <保存路径>
三、分析hprof文件
用工具MAT来查看，首先还要这个HPROF文件转换成MAT可读的文件
在Android SDK tool里面有个hprof-conv命令：
hprof-conv <原HPROF文件路径> <转换后的HPROF路径>
hprof-conv a.hprof b.hprof
四、用MAT工具打开转换后的HPROF文件
通常选择Leak Suspects Report（经过SQL语句来查询对象有没有被释放掉，若是有多个相同的对象，则会存在内存泄露的问题）

1.2 CPU篇

CPU测试中的测试子项：
1）空闲状态下的应用CPU消耗状况
2）中等规格状态下的应用CPU消耗状况
3）满规格状态下的应用CPU消耗状况
4）应用CPU峰值状况
CPU数据获取：
1）adb shell dumpsys cpuinfo | grep packagename
2)top命令
adb shell top -m 10 -s cpu #查看占用cpu最高的前10个程序（-t 显示进程名称，-s 按指定行排序，-n 在退出前刷新几回，-d 刷新间隔，-m 显示最大数量）
adb shell top | grep PackageName > /address/cpu.txt

1.3 流量篇

概念：
中等负荷：应用正常操做
高负荷：应用极限操做
流量测试中的测试子项：
一、应用首次启动流量值
二、应用后台连续运行 2 小时的流量值
三、应用高负荷运行的流量峰值
四、应用中等负荷运行时的流量均值
获取流量数据：
一、tcpdump＋wireshark
二、/proc/net/目录下相关文件
cat /proc/net/dev 获取系统的流量信息
三、查询应用的pid： adb shell ps | grep tataufo #如：31002
经过PID获取该应用的流量数据： adb shell cat /proc/31002/net/dev
（wlan0表明wifi上传下载量标识, 单位是字节能够/1024换算成KB, 打开手机飞行模式再关掉就能够将wlan0中的值初始化0）
四、查询应用的pid： adb shell ps | grep tataufo #如：31002
经过PID获取UID：adb shell cat /proc//status
经过UID获取：adb shell cat /proc/net/xt_qtaguid/stats | grep 31002
五、经过adb shell dumpsys package来获取应用的uid信息，而后在未操做应用以前，经过查看：
adb shell cat /proc/uid_stat/uid/tcp_rcv
adb shell cat /proc/uid_stat/uid/tcp_snd
获取到应用的起始的接收及发送的流量，而后咱们再操做应用，再次经过上述2条命令能够获取到应用的结束的接收及发送的流量，经过相减及获得应用的总体流量消耗
六、Android代码：Android的TrafficStats类

1.4 功耗篇

功耗测试中的测试子项：
一、手机安装目标APK先后待机功耗无明显差别
二、常见使用场景中可以正常进入待机，待机电流在正常范围内
三、长时间连续使用应用无异常耗电现象
功耗测试方法：
方法一：软件
一、采用市场上提供的第三方工具，如金山电池管家之类的。
二、就是自写工具进行，这里通常会使用3种方法：
1）基于android提供的PowerManager.WakeLock来进行
2）比较复杂一点，功耗的计算=CPU消耗+Wake lock消耗+数据传输消耗+GPS消耗+Wi-Fi链接消耗
3）经过 adb shell dumpsys battery来获取
三、battery-historian（google开源工具）
方法二：硬件
通常使用万用表或者功耗仪安捷伦进行测试，使用功耗仪测试的时候，须要制做假电池来进行的，有些不能拔插电池的手机还须要焊接才能进行功耗测试

1.5 GPU篇（FPS）

概念：
过分绘制：界面显示的activity套接了多层而致使
帧率：屏幕滑动帧速率
帧方差：屏幕滑动平滑度
**FPS：**Frames Per Second 每秒显示的帧数根据人眼的生理结构，帧率高于24时就被认为是连贯的。对于游戏画面30fps是最低能接受的，60fps逼真感，若是帧率高于屏幕刷新频率就是浪费。要达到30fps，每帧所占用的时间要小于33毫秒
GPU测试中的测试子项：
一、界面过分绘制
二、屏幕滑动帧速率
三、屏幕滑动平滑度
过分绘制测试：（人工进行测试）
打开开发者选项中的显示GPU过分绘制（Debug GPU overdraw）
验收的标准:
一、不容许出现黑色像素
二、不容许存在4x过分绘制
三、不容许存在面积超过屏幕1/4区域的3x过分绘制（淡红色区域）
屏幕滑动帧速率测试：
方法一：
1.手机端打开开发者选项中的启用跟踪后勾选Graphics和View
2.启动SDK工具Systrace，勾选被测应用，点击Systrace，在弹出的对话框中设置持续抓取时间，在trace taps下面勾选gfx及view选项
3.手工滑动界面能够经过节拍来进行滑动或者扫动，帧率数据会保存到默认路径下，默认名称为trace.html
4.将trace.html文件拷贝到linux系统下经过命令进行转换，生成trace.csv文件
grep 'postFramebuffer' trace.html | sed -e 's/.

]\W
//g' -e 's/:.*$//g' -e 's/.//g' > trace.csv
5.用excel打开文件计算获得帧率
方法二：
硬件的方法，打开高速相机，开启摄像模式，录制手工滑动或者扫动被测应用的视频，再经过人工或者程序数帧的方法对结果进行计算获得帧率
屏幕滑动平滑度的测试：
方法如同帧率测试，惟一的差别就是最后的结果计算公式的差别
捕获app帧率（android流畅度FPS测试）：
一、打开手机开发者选项，勾选GPU显示配置文件（系统会记录保留每一个界面最后128帧图像绘制的相关时间信息）
二、adb shell dumpsys gfxinfo com.xxx.xxx > zinfo.txt
三、结果数据分析
Profile data in ms部分：
Draw：建立显示列表的时间（DisplayList），全部View对象OnDraw方法占用的时间
Process： Android 2D渲染引擎执行显示列表所花的时间，View越多时间越长
Execute：将一帧图像交给合成器（compsitor）的时间，较小
其余工具：
GameBench 测试android app的FPS工具
Gfxinfo 查看app绘制性能工具

1.6 响应时间篇

理解：
1）从单击事件触发到容器启动NativeAPP消耗的时间（埋点）
2）NativeAPP完整启动消耗的时间（能够经过system.log获取）
3）Native调用RPC请求方法的延迟时间（埋点）
4）RPC请求发出去过程当中的具体数据（req_size req_header req_time等，经过埋点获取）
5）RPC请求返回的具体数据（res_size res_header res_time等，经过埋点获取）
6）本地解析返回数据所消耗的时间（埋点或者TraceView工具可获取）
7）界面渲染的时间（能够经过慢速摄像机或者埋点获取）
android app启动时间测试
（安卓Activity启动过程性能剖视: www.rudy-yuan.net/archives/59…）
应用的启动时间的测试，分为三类：
1）首次启动 --应用首次启动所花费的时间
2）非首次启动 --应用非首次启动所花费的时间
3）应用界面切换--应用界面内切换所花费的时间
应用启动时间数据获取：
一、adb logcat > /address/logcat.txt #全部activity打印的日志
find “Displayed” /address/logcat.txt > /newaddress/fl.txt #经过日志过滤关键字Displayed来过滤
find “ActivityName” /newaddress/fl.txt > /newaddress/last.txt #经过activity名来过滤获取所测应用
经过计算activity最后剩余的时间之和便可
二、硬件测试，使用高速相机或者手机采用录像的方法把应用启动过程给录制下来，而后经过人工数帧或者程序数帧的方式计算启动时间

2 弱网测试

测试方法：
一、使用真实的SIM卡、运营商网络来进行测试（移动无线测试中存在一些特别的BUG必须在特定的真实的运营商网络下才会发现）
二、经过代理的方式模拟弱网环境进行测试（charles 硬延迟）
三、链接模拟弱网的热点进行测试
热点模拟方法：
1）经过设置iPhone的开发者模式以后共享热点（硬延迟）
2）FaceBook开源的ATC（可以使用树莓派来搭建ACT环境）
用户体验须要作的：
1）在应用中统一弱网加载的界面样式、动画效果、菊花icon等
2）统一网络错误、服务端错误、超时等展示给用户的界面和提示语句
3）定义清楚在每一个中间过程是的用户交互行为
转自：https://www.zybuluo.com/defias/note/592309