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Android卡顿优化 | 卡顿单点问题监测方案

Android卡顿优化 | 卡顿单点问题监测方案

作者: 凌川江雪 | 来源:发表于2020-04-06 18:33 被阅读0次

    本文要点

    • 背景介绍
    • 监测指标
    • 常规方案
    • IPC问题监测技巧
    • 相对优雅的方案【ARTHook】
    • ARTHook实战
    • 小结

    项目GitHub

    背景介绍

    • 前面提到过两种自动化自动化检测方案:
      AndroidPerformanceMonitorANR-WatchDog

    • 需要本方案的原因:自动化卡顿检测方案无法满足所有场景;
      如,有很多Message要执行,
      但是所有Message的时间,
      都没有达到自动化卡顿检测方案所配置的卡顿的判定阈值
      那这种情况,自动化卡顿检测方案对这些“较小型”的卡顿问题便无能为力了;
      可是这些没有达到卡顿的判定阈值“较小型”的卡顿问题
      却会一直影响用户体验,这显然是不行的!!

    • 需要建立体系化的卡顿解决方案
      便要尽早地尽可能多地暴露问题,补充已有方案的不足;

    • ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
      需要关注的单点问题IPC、DB操作、IO、View绘制等;
      下面以主线程IPC为例,
      因为IPC其实是一个很耗时的操作,
      但实际开发时很多时候都没有得到足够的重视
      偶尔还会在主线程进行IPC操作,以及频繁的调用,
      而这种耗时其实很少达到卡顿的阈值
      ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

    监测指标

    • IPC的调用类型
      PackageManager的调用、ActivityManagerService的调用和TelephoneManager的调用就是属于不同的调用类型(不同类型的IPC操作)
    • IPC的调用耗时、次数
    • IPC的调用堆栈【哪行代码调用的】、发生线程【IPC具体发生在哪个线程】

    常规方案

    • 在IPC前后加埋点
    • 缺点:不优雅,容易忘记;
         维护成本大,人员交接也麻烦;

    IPC问题监测技巧

    • 【线下】adb命令
      • adb shell am trace-ipc start
        运行这行命令,可以对IPC的操作进行监控;

      • adb shell am trace-ipc stop -dump-file /data/local/tmp/ipc-trace.txt
        监控结束,并将监控到的信息存放到相对应的文件当中;

      • adb pull /data/local/tmp/ipc-trace.txt
        将文件导出;

    相对优雅的方案

    • ARTHook:可以Hook系统方法,
      对系统方法来说,其实并没有办法对其修改,
      但是我们可以Hook它的方法,
      再在方法体中,加上自己的代码;

    • AspectJ:只能针对非系统的方法,
      即我们自己APP的源码或者我们自己引用的库包,
      AspectJ实际上是往我们的具体方法里面插入相对应的代码,
      即无法针对系统方法做一个操作;

    • 所以这里使用ARTHook;

    • 其实诸如通过PackageManagerService的调用拿到应用的信息、get到群从设备标识符(GSID)的信息ActivityManagerService的调用和TelephoneManager的调用等都是有涉及到IPC操作
      这样的操作其实都是有一个固定的调用方式,
      即不管是通过那种IPC调用类型,
      只要是IPC操作,^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
      最终都会调用到一个类android.os.BinderProxy
      ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
      然后它会调用其自身方法transact()
      BinderProxyBinder的内部类;
      这里注意transact()的几个参数!!!!!!!!:

    ARTHook实战

    • Epic是一个虚拟机层面,以Java Method为粒度的运行时Hook框架
    • 支持Android4.0 - 10.0
    • 官网 https://github.com/tiann/epic
    • 依赖 compile 'me.weishu:epic:0.6.0'
    • Hook的意思是勾住,也就是在消息过去之前,
      可以先把消息暂时勾住,不让其传递,我们可以优先处理;
      《Hook的基础原理》
    • 引入依赖;
    • 使用框架:
      首先需要给ARTHook传入一个Class,
      这里是以映射的方式间接引用到BinderProxy
      因为BinderProxy是没有办法直接引用到的,
      然后二参是Hook方法,即这里的transact()
      然后传入一些类实例,
      最后传入的是一个回调接口,
      在回调方法beforeHookedMethod()中,
      我们就可以打印具体的调用栈信息
      便可以知道这次的IPC调用 是从哪里调过来的;
      下面项目准备了几个类型的单点问题模拟,
      运行程序,查看logcat:
      【注意,
      在打印的时候我加了一个logTAGARTHookTest
      所以在查看logcat的时候可以定位ARTHookTest这个关键词,
      方便调试!!!】
      -IPC;IO类型单点问题; View处理:
      PMS类型的IPC调用: ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
      可以看到ARTHook框架帮助我们快速定位找出了存在IPC调用的代码位置,
      收集打印出堆栈信息,说清楚了IPC调用来源和过程
      并且是一直运行的,
      APP中只要发生了IPC操作调用
      就会整个操作的信息都被捕获下来,
      所以我们可以看到只要IPC在不断发生
      logcat中关于ARTHook打印的信息就一直在滚动!!!!!
      不同的时间点!!!!!!调用了什么IPC,全数被打印出来!!!!!!
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      这样一来,
      APP的所有IPC操作调用、单点问题我们就能很方便地捕获到了,
      并可以获取到IPC调用类型、调用耗时、发生次数、调用堆栈、发生的时刻等。

      随后便可以进行详细的分析,统筹优化;


    小结

    • 可以利用ARTHook完善线下工具;
    • 开发阶段Hook相关操作,暴露、分析问题;
    • 完善体系化性能优化解决方案




    参考:

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