SysTrace Andorid UI性能优化开篇

保证应用流畅度，是指保证应用在使用过程中能持续提供每秒60帧的运行态。如果低于60帧每秒，就会出现视觉上的卡顿效果(掉帧，也称Jank)。开发应用功能容易，但是保证流畅程度仍是不小的挑战。这里我利用systrace监测应用各组件随着时间的运行状态，分析并着手解决卡顿问题。

SysTrace

• 这是Android 4.1及之后推出的系统性能检测工具，它在SDK包的platform-tools/systrace文件夹下。保持ADB连接的情况下，我们利用Terminal打开systrace.py并生成分析数据。

• 如何生成

环境为Mac，配置了adb，python。
1）保持ADB device的连接；
2）cd 到systrace的目录下：如cd Android/sdk/platform-tools/systrace;

3. 比如我想测试退出登录到重新登录的性能情况，执行：

python systrace.py --time=10 -o mytrace.html sched gfx view wm

时间默认是5秒，mytrace.html即我生成的检测结果，在systrace中找到并用chrome打开(注意python使用2.x版本)。

此时控制台中会有以下显示：

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在捕获过程中就可以执行退出登录的操作。10s后(自定义的时间)完成捕获，生成数据。

图形界面

我们在之前完成了数据捕获后，在Chrome中打开HTML可以看到类似一下内容：

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这里我们可以看到在trace过程中，不少进程都在同时执行任务，红框部分即我要关注的项目。整个图横坐标以时间(ms)为单位，纵轴以进程或者线程为单位。
红框部分的绿，黄，红圆圈分别表示Frame行在绘制时的性能状态。正常情况以绿色的圆点表示。当圆点颜色为黄色或者红色时，意味着这一帧超过16.6ms（即发现丢帧），这时需要通过放大那一帧进一步分析问题。
点击右上角的问号可以查看一些快捷键：

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项目优化

上图即项目生成的性能状态图。我们点击一下红色的代表着丢帧严重的圆圈：

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发现底部Frame一栏弹出警示信息："Scheduling delay"。Scheduling delay（调度延迟）的意思就是一个线程在处理一块运算的时候，在很长一段时间都没有被分配到CPU上面做运算，从而导致这个线程在很长一段时间都没有完成工作。我们发现这帧只运行了1.6ms，而有100多ms是在休眠，这意味着这一帧的渲染过程非常慢。
我们通过'w'快捷键放大UI Thread，点击一下时序图：

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这里可以看到UI线程在执行perform Traversals。遍历？这是在进行什么操作呢？
我们放大红色圆圈后面那个黄色圆圈的时序图，可以看到：

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UI在执行了一个长perform Traversals后，开始了layout和draw的绘制。到这里我们回想一下，我们想要检测的内容是：退出登录到重新登录的界面UI状态，于是我们可以推测，这应该是点击了退出登录以后经历了的一个操作。

我们还需要证实一下，查看点击退出以后，各方法执行的时间。于是打开DDMS的traceView，采集退出登录那一段时间的状态：

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这里列出一个 Profile Panel（分析面板）各时间的含义：

图片选自网络.png

我们以RealTime/Call时间做一下降序，发现Main方法做了大量耗时操作！
检查退出登录以后的代码，发现了问题所在:点击了退出后，我们直接将当前Activity退栈，由升至栈顶的MainActivity做登录态检测，如果发现用户此时已经退出了登录，则跳转至登录页面。
但同时执行了onResume()操作以后，UI又将会使用大量时间将MainActivity绘制一遍！

我们修改了相关逻辑以后，再重新使用systrace查看一下效果:

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好了不少！说明修改有效，我们接着分析后面的丢帧行为。

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发现Alert提示"Expensive measure/layout pass"。我点击了随后的几个报警圆圈，发现都是和View的绘制有关，那么问题就应该是登录界面的布局了。
大体的UI卡顿原因为：

• 布局Layout过于复杂，无法在16ms内完成渲染；

• 同一时间动画执行的次数过多，导致CPU或GPU负载过重；

• View过度绘制，导致某些像素在同一帧时间内被绘制多次，从而使CPU或GPU负载过重；

• View频繁的触发measure、layout，导致measure、layout累计耗时过多及整个View频繁的重新渲染；

• 内存频繁触发GC过多（同一帧中频繁创建内存），导致暂时阻塞渲染操作；

• 冗余资源及逻辑等导致加载和执行缓慢；

我们重新设计登录页面的布局，减少View的重叠和嵌用，再次测试的时候，不用生成systrace，在低配机上调试就能明显感觉到UI的体验性在改善！

当然，布局的优化远不是一两行话就能解决的，我也在慢慢学习，完善用户体验，这才是开始！