Android卡顿优化 | AndroidPerformance

为了另外一篇性能优化实战方案讲解博客的结构清晰和篇幅，
我们“断章取义”，把框架的源码解析部分搬到这边哈~

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目录
1. 监控周期的 定义
2. dump模块 / 关于.log文件
3. 采集堆栈周期的 设定
4. 框架的 配置存储类 以及 文件系统操作封装
5. 文件写入过程（生成.log文件的源码）
6. 上传文件
7. 设计模式、技巧
8. 框架中各个主要类的功能划分

1. 【监控周期的 定义】
blockCanary打印一轮信息的周期，
是从主线程一轮阻塞的开始开始，到阻塞的结束结束，为一轮信息；
这个周期我们也可以成为BlockCanary的监控周期/监控时间段；

2. 【dump模块 / 关于.log文件】
这一个周期的信息，除了展现在通知处，还会展示在logcat处，
同时框架封装了dump模块，
即框架会把我们这一轮信息，在手机（移动终端）内存中，
输出成一个.log文件；
【当然，前提是在终端需要给这个APP授权，允许APP读写内存】

存放.log文件的目录名，我们可以在上面提到的配置类中自定义：

如这里定义成blockcanary，
在终端生成的文件与目录便是这样：

3. 【采集堆栈周期的 设定】
我们说过配置类中，这个函数可以指定认定为卡顿的阈值时间：

这里指定为500ms，使得刚刚那个2s的阻塞被确定为卡顿问题；
其实还有一个函数，
用于指定在一个监控周期内，采集数据的周期！！！： 这里返回的同样是500ms，
即从线程阻塞开始，每500ms采集一次数据，
给出一个阻塞问题出现的根源；
而刚刚那个卡顿问题阻塞的时间是2s，
那毫无疑问我们可以猜到，刚刚那个.log文件的内容里边，
有2s/500ms = 4次采集的堆栈信息！！
但是一个监控周期/log文件只打印一次现场的详细信息: 如果设置为250ms，那便是有2s/250ms = 8次采集的堆栈信息了：

4. 【框架的 配置存储类 以及 文件系统操作封装】
框架准备了一个存储配置的类，用于存储响应的配置：
配置存储类：

-getPath()：拿到sd卡根目录到存储log文件夹的目录路径；！！！！！！！！

-detectedBlockDirectory()：返回file类型的 存储log文件的文件夹的目录（如果没有这个文件夹，就创建文件夹，再返回file类型的这个文件夹）；！！！！！！！！！！

-getLogFiles()：
如果detectedBlockDirectory()返回的那个存储log文件的文件夹的目录存在的话，
就把这个目录下所有的.log文件过滤提取出来，
并存储在一个File[]（即File数组）里边，最后返回这个File数组；！！！！！！！

-getLogFiles()中的listFiles()是JDK中的方法，
用来返回文件夹类型的File类实例其 对应文件夹中（对应目录下）所有的文件，
这里用的是它的重载方法，
就是传入一个过滤器，可以过滤掉不需要的文件；！！！！！！！

-BlockLogFileFilter是过滤器，用于过滤出.log文件；
###下面稍微实战一下这个文件封装：
呐我们在MainActivity的onCreate中，使用getLogFiles()，
功能是刚说的获取BlockCanary生成的所有.log文件，以.log文件的形式返回，
完了我们把它打印出来： 运行之后，呐，毫无悬念，BlockCanary生成的所有.log文件都被打印出来了：

拿到了文件，
意味着我们可以在适当的时机，
将之上传到服务器处理！！！

5. 【文件写入过程（生成.log文件的源码）】

• 一切要从框架的初始化开始说起：
• install()做了什么，
  install()里边，初始化了BlockCanaryContext和Notification等的一些对象，
  重要的，最后return调用了，get()；
  
  有点单例的味道哈，BlockCanary的构造方法是私有的（下图可以见得），
  get()正是返回一个BlockCanary实例，
  当然new这一下也就调用了BlockCanary的构造方法；
  
  哦~ BlockCanary的构造方法中，
  调用了BlockCanaryInternals.getInstance();，
  拿到一个BlockCanaryInternals实例，赋给类中的全局变量！
  BlockCanaryInternals.getInstance();同样是使用了单例模式，
  返回一个BlockCanaryInternals实例： 同样也是new时候调用了BlockCanaryInternals的构造方法： 可以看到BlockCanaryInternals的构造方法中
  出现了关于配置信息存储类以及文件的写入逻辑了；
  LogWriter.save(blockInfo.toString());注意这里传入的是配置信息的字符串，接着是LogWriter.save()，这里的str便是刚刚的blockInfo.toString()，即配置信息； 往下还有一层save(一参对应刚刚的字符串"looper"，二参为Block字符串信息【最早是来自BlockCanaryInternals中的LogWriter.save(blockInfo.toString());中的 blockInfo.toString() 】)： 可以看到.log文件名的命名规则的就是定义在这里了，
  往.log文件写入的输入流逻辑，也都在这里了； 对比一下刚刚实验的结果，也就是实际生成的.log文件的文件名，
  可见文件名跟上面save()方法中定义好的规则是一样的，无误；
  
  这两个在表头的字符串格式化器，
  第一个是用来给.log文件命名的，.log文件名中的时间序列来自这里；
  第二个是在save()函数中，用来写入文件的，
  用时间来区分堆栈信息的每一次收集：
  下面这个方法是用来构造zip文件实例的，
  给出一个文件名，再构造一个成对应的File实例；
  这个则是用来删除本框架生成的所有log文件的： 其他的很容易看懂，就不多说了；

6.【上传文件】
首先框架想得很周到哈，它已经为我们封装了一个Uploader类，源码如下：

/*
 * Copyright (C) 2016 MarkZhai (http://zhaiyifan.cn).
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */
...
final class Uploader {

    private static final String TAG = "Uploader";
    private static final SimpleDateFormat FORMAT =
            new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd-HH-mm-ss", Locale.US);

    private Uploader() {
        throw new InstantiationError("Must not instantiate this class");
    }

    private static File zip() {
        String timeString = Long.toString(System.currentTimeMillis());
        try {
            timeString = FORMAT.format(new Date());
        } catch (Throwable e) {
            Log.e(TAG, "zip: ", e);
        }
        File zippedFile = LogWriter.generateTempZip("BlockCanary-" + timeString);
        BlockCanaryInternals.getContext().zip(BlockCanaryInternals.getLogFiles(), zippedFile);
        LogWriter.deleteAll();
        return zippedFile;
    }

    public static void zipAndUpload() {
        HandlerThreadFactory.getWriteLogThreadHandler().post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                final File file = zip();
                if (file.exists()) {
                    BlockCanaryInternals.getContext().upload(file);
                }
            }
        });
    }
}

都封装成zip文件了，想得很周到很齐全吼，
点一下这个upload，又回到配置类BlockCanaryContext这儿来，

7. 设计模式、技巧：
7.1 单例模式，不用多说，
刚刚提到BlockCanary和BlockCanaryInternals里边都用到了；
7.2 回调机制设计：
内部接口，供给回调：

定义内部接口的类，“抽象调用”回调接口方法： 接口暴露给外部，在外部实现回调：
8 .框架中各个主要类的功能划分
-BlockCanary 提供给外部使用的，负责框架整体的方法调度；整体的、最顶层的调度；

-BlockCanaryInternals
　封装控制 周期性采集堆栈信息并打印、输入的关键逻辑；
（卡顿判定阈值、采集信息周期 的配置，都在这里首先被使用）
（注意这里的onBlockEvent() 回调方法）
　封装文件操作模块（创建文件、创建文件目录、获取相关路径等等 这些
从SD卡根目录到存储.log文件目录 这个级别的处理，往下的目录下文件单位级别的处理，交给LogWriter）等核心逻辑；
　调用了LogWriter.save()进行log文件存储等；
　创建CpuSampler、StackSample实例，用于协助完成周期性采集；

-LogWriter 封装了文件流的写入、处理等逻辑；

-LooperMonitor协助完成周期性采集
【主要是阻塞任务始末的各种调度，即面向卡顿阈值；
当然，调度的内容也包括对周期性采集的启闭调度！！！！】；
如上，
&println()有点像闹钟的角色，
它在主线程的任务分发dispatchMessage前后分别被调用一次；
它在采集周期开始的时候，就记录下开始时间，
在阻塞任务完成之后，会再次被调用，记录下结束时间，

&isBlock()：借助println()中记录的关于主线程任务分发的开始时间和结束时间，
来判断阻塞的时间是不是大于我们设定的或者默认的卡顿判定时间，
如果是，调用notifyBlockEvent()，间接调用到回调方法 onBlockEvent()，
这个方法上面说了，在BlockCanaryInternals 的构造器中被具体实现了，
可以调用LogWriter 最终输出.log文件；

&startDump()和stopDump()：
我们可以看到在println()中还有startDump()和stopDump()这两个方法，
分别也是在主线程任务分发的开始和结束时，随着println()被调用而被调用； 而startDump()和stopDump()的内容正是控制两个Sample类的启闭：
-CpuSampler、StackSample
同样负责协助完成周期性采集
【CpuSampler的逻辑主要是面向CPU信息的处理，而
StackSample的逻辑主要是对堆栈信息的收集；
他们都继承自AbstractSample】
首先在上面的源码我们可以看到，
在BlockCanaryInternals的构造器中，
就分别创建了一个CpuSampler（参数正为采集堆栈信息周期属性）和一个StackSample实例（参数为采集堆栈信息周期属性）： ！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
这个参数一路上走，经过CpuSampler的构造器，
最终是在CpuSampler的父类AbstractSampler中被使用！！！！！
！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！ 我们可以看到在AbstractSampler中，
AbstractSampler构造器接收了采集堆栈信息周期属性，
同时准备了一个Runnable任务单元，
任务run()中做了两件事，
第一件事是调用抽象方法doSample()；
第二件事是基于这个采集堆栈周期属性这个Runnable单元，
创建一个循环定时任务！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
即，
这个Runnable单元被start()之后，
将会每隔一个采集周期，就执行一次run()和其中的doSample()；
进行堆栈信息和CPU信息的周期性采集工作；
！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
这便是BlockCanary能够周期采集堆栈信息的根源！！！！！！！！
！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！ 那接下来我们可以展开三个点，
解决这个三个疑问点，脉络就理得差不多了：
【1. 由哪个Handler来处理这个Runnable】
我们知道，
Android中的多线程任务单元可以由一个Handler去post或者postDelayed一个Runnable来开启；
而这里处理这个Runnable的Handler正是
HandlerThreadFactory.getTimerThreadHandler()，
HandlerThreadFactory是框架的提供的一个内部线程类，
源码解析如下，使用了工厂模式吼：
如此便可以获得，绑定了工作线程（子线程）的Looper的 Handler；
有了这个Handler就可以处理刚刚说的Runnable任务单元了；

【2. Handler对Runnable任务单元的启闭是在哪个地方？】
当然是在AbstractSampler提供的start()和stop()里边了；
CpuSampler而StackSample都会继承自AbstractSampler，自然也就继承了这start()和stop()；
最后上面讲过了，
在LooperMonitor的println()中，
startDump()和stopDump()会被调用，
而在startDump()和stopDump()中，
CpuSampler和StackSample实例的start()和stop()也会被调用了，
！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
从而控制了周期采集信息的工作线程（子线程）任务单元【上述的Runnable实例】的启闭
！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！


【3. doSample()的实现】
CpuSampler、StackSample都继承自AbstractSample，
使用的都是从AbstractSample继承过来的Runnable实例；

前面说过这个Runnable单元被start()之后，
将会每隔一个采集周期，就执行一次run()和其中的doSample()；
进行堆栈信息和CPU信息的周期性采集工作； 是这样的，
然后CpuSampler、StackSample通过对父类抽象方法doSample()做了不同的实现，
使得各自循环处理的任务内容不同罢了；
【CpuSampler的面向CPU信息的处理，
而StackSample则对堆栈信息的收集；】


-BlockCanaryContext 框架配置类的超类，提供给外部进行集成和配置信息：