Perfetto入门详解【新一代systrace分析工具】

作者: FlyFinger | 来源:发表于2020-11-07 17:59 被阅读0次

之前一直使用systrace的同学强烈建议尝试下这个工具

一、perfetto介绍及特点

在Android 9.0（API级别28）或更高版本的设备上，可以使用 systrace 在设备上记录系统跟踪。Perfetto 工具是Android下一代全新的统一的 trace 收集和分析框架，可以抓取平台和app的 trace 信息，是用来取代 systrace 的，但 systrace 由于历史原因也还会一直存在，并且 Perfetto 抓取的 trace 文件也可以同样转换成 systrace 视图，如果习惯用 systrace 的，可以用 Perfetto UI 的 Open with legacy UI 转换成 systrace 视图来看

1.1功能

功能分析：

· 系统分析（适用于Linux和Android的系统范围分析）Linux内核跟踪：捕获高频ftrace数据：调度活动，任务切换延迟，CPU频率等等用户空间分析器和额外的探针：本机堆分析，Java堆分析，/ proc状态文件的轮询器内置于Android：自Android 9 Pie以来该平台的一部分，也可在Linux上运行

· 应用追踪高效的跟踪点仪器：以高吞吐量，低开销的跟踪点记录C ++应用程序的活动结构化和可配置的事件：定义自定义protobuf消息以表示强类型的应用程序特定信息，仅跟踪您需要的信息与系统范围的跟踪集成：在同一时间线上将应用程序的状态与系统范围内的分析数据相关联

· 跟踪查看器交互式痕迹探索：使用Perfetto UI记录，查看和处理跟踪数据支持流行的跟踪格式文件：TraceEvent JSON，Android systrace，ftrace文本输出完全在您的浏览器中运行：不涉及服务器交互，即使您离线也可以工作

· 痕量分析基于SQL的跟踪模型：跟踪处理器提取跟踪并公开基于SQLite的接口以通过外壳和UI访问跟踪的内容大痕量分析：支持高达数十GB的跟踪可互操作的：可以导入和导出流行的跟踪格式：Chromium JSON跟踪格式，Android Systrace，ftrace，CSV

1.2 Perfetto主要特点

<1>可以在线抓取长时间的 trace，可以长达一个小时，另外抓取的文件size也可以达到GB级别，这样就可以在后台开启，让它一直抓取trace了，特别适用于那种复现概率很低，又比较严重的性能问题

<2>Perfetto具有很好的可扩展性，它除了提供标准的 tracepoints 之外，例如CPU调度信息，内存信息等，还可以通过 atrace HAL 层扩展，在 Android P当中，Google新增加了一个 atrace HAL 层，atrace 进程可以调用这个HAL的接口来获取当前的扩展信息，相关代码可见 Google 提交，这样如果需要扩展 tracepoints 的话，就可以按照 graphic 的示例添加即可

<3>提供全新的 Perfetto UI 网站，可以在上面通过选取开关的方式，自动生成抓取 trace 的命令，同时可以打开 trace 文件。另外还集成了几种预定义的 trace 分析统计工具，详情可见它的 Metrics and auditors 选项

Perfetto本身是一个框架，关于它的架构和模块的详细介绍，可以参考它的 doc网站，它的源码可以参考 Android Source Tree 的 /external/perfetto 目录，里面有很多的tools和脚本，可以拿来直接使用

doc网站:https://docs.perfetto.dev/#/?id=perfetto-performance-instrumentation-and-tracing

二、抓取trace

2.1 UI操作抓取trace[推荐]

2.1.1打开操作界面

方式1：在开发者选项中打开：

我的手机没有找到这个选项。所以我自己写了个应用，启动这个界面：

方式2：通过命令打开

adb shell am start com.android.traceur/com.android.traceur.MainActivity，界面如下：

选中显示“凯捷设置”图块，则会在控制中心中显示快速抓取trace图标：如下

那么下次要抓trace,直接点击这个图标可以了

2.1.2开始录制

2.1.3数据保存位置 /data/local/traces

导出trace文件：

2.1.4如何查看trace文件

2.2命令行工具抓取trace

perfetto是一个命令行工具，在shell环境下执行，同时在手机端也有两个进程： traced 和 traced_probes,这两个进程运行在手机端，可能需要执行如下命令才会开启这两个进程，开启这两个进程之后，才能正常抓取trace信息

adb shell setprop persist.traced.enable 1

如果只是使用这个工具的话，只要懂得perfetto命令行工具的用法就可以了

参数使用

--out用来指定 trace 输出文件，

--config用来指定配置，例如抓多长时间，间隔多久把内存数据写回文件，抓取哪些 tracepoints 等等，config 文件内容，可以自己手动编写，也可以用Perfetto UI网站生成，另外在 Perfetto 里面默认集成了一个 test 配置，可以使用如下命令抓取一个使用 test config 的 trace 文件

//使用内置的test配置，然后输出到/data/misc/perfetto-traces/trace

$ adb shell perfetto --config :test --out /data/misc/perfetto-traces/trace

抓取完后，把/data/misc/perfetto-traces/trace文件内容 pull 出来，然后使用 Perfetto UI 网站打开

adb shell chmod 777 /data/misc/perfetto-traces/trace

adb pull /data/misc/perfetto-traces/trace .

2.3自定义Config[推荐]

目前最方便的配置文件生成方式是使用Perfetto UI网站来帮助生成，点击 Record new trace 会看到有很多的配置界面

方式1:通过上面的步骤，从而自动生成命令，然后执行

选择想要的tracepoints之后，点击 Show Command，将命令内容拷贝出来直接在终端就可以执行，完成之后把 /data/misc/perfetto-traces/trace 这个文件拷贝出来进行分析

adb shell perfetto \ -c - --txt \ -o /data/misc/perfetto-traces/trace \ <<EOF buffers: { size_kb: 8960 fill_policy: DISCARD } buffers: { size_kb: 1280 fill_policy: DISCARD } data_sources: { config { name: "linux.process_stats" target_buffer: 1 process_stats_config { scan_all_processes_on_start: true } } } data_sources: { config { name: "linux.sys_stats" sys_stats_config { stat_period_ms: 1000 stat_counters: STAT_CPU_TIMES stat_counters: STAT_FORK_COUNT } } } data_sources: { config { name: "linux.ftrace" ftrace_config { ftrace_events: "block/*" ftrace_events: "sched/sched_switch" ftrace_events: "power/suspend_resume" ftrace_events: "sched/sched_wakeup" ftrace_events: "sched/sched_wakeup_new" ftrace_events: "sched/sched_waking" ftrace_events: "power/cpu_frequency" ftrace_events: "power/cpu_idle" ftrace_events: "power/gpu_frequency" ftrace_events: "sched/sched_process_exit" ftrace_events: "sched/sched_process_free" ftrace_events: "task/task_newtask" ftrace_events: "task/task_rename" buffer_size_kb: 2048 drain_period_ms: 250 } } } duration_ms: 10000 EOF

复制到dos框，进行执行

方式2:网页中直接连接设备，然后开始抓取

2.4 trace无法抓取解决方案：

<1>启动跟踪服务

由于Perfetto基于服务的体系结构，因此必须运行traced和traced_probes服务来记录跟踪。

自Android 9（Pie）起，这些服务默认情况下在Android系统映像中附带，但默认情况下并非始终启用。在Android 9（P）和10（Q）上，这些服务默认情况下仅在Pixel手机上启用，并且必须在其他手机上手动启用。从Android 11（R）开始，默认情况下，大多数设备上都启用了perfetto服务。

要启用perfetto服务，请运行：

# Will start both traced and traced_probes.

adb shell setprop persist.traced.enable 1