【Android应用】性能测试方法

前言

Android设备的性能测试涉及面较广，且机型较多，所以Android设备的性能测试先天就是比较复杂的。此文力图以最简洁、最直接的方式阐述Android应用性能测试方法，同时也会涉及到一些性能测试标准。一方面是为有需要的童鞋做个参考，少踩些坑；另一方面也是为了共同进步，不断学习Android应用性能测试方法。 Android性能测试主要分为：帧率fps、静默CPU占用率、内存泄漏、流量、响应时间、过度渲染等，下文按照以上顺序进行展开（以手淘外卖为测试对象）。
ps：在进行具体测试之前，需要先配置好电脑环境，安装Android studio（最新版都是集成了Android sdk的）、java、MAT，具体怎么配置，请自行百度；打开手机USB调试，通过USB连接到电脑。注：一定要确定手机能被正常检测到（cmd中输入：adb devices，应该能看到设备号）。

帧率fps

帧率fps测试标准：大于16ms帧占比<8%，流畅度>50（手淘有专门的换算公式）。谈到帧率，这里有必要讲解下Android渲染机制，一图胜千言： Android系统每隔16ms发出VSYNC信号，触发对UI进行渲染，那么整个过程如果保证在16ms以内就能达到一个流畅的画面。那么如果操作超过了16ms就会发生下面的情况：这到底什么意思呢？意思就是第三个VSYNC信号来的时候，要进行UI渲染了，结果发现对应于第二个VSYNC信号的UI渲染还没完成，这时第三个VSYNC信号只能等着下个16ms再进行响应的渲染了，这会发生什么呢？掉帧呗，或者叫丢帧，如果这种情况发生的太多，用户就会感觉到app卡顿了。
有童鞋肯定纳闷为什么是16ms？那么我网上查了下，原因如下：
1.现在手机一般刷新频率都是60HZ，那么1000/60≈16.67，所以必须在16ms内完成一帧的任务；
2.1000/16=62.5（Hz/fps），而人眼与大脑之间的协作无法感知超过60fps的画面更新。12fps大概类似手动快速翻动书籍的帧率，这明显是可以感知到不够顺滑的。24fps使得人眼感知的是连续线性的运动，这其实是归功于运动模糊的效果。24fps是电影胶圈通常使用的帧率，因为这个帧率已经足够支撑大部分电影画面需要表达的内容，同时能够最大的减少费用支出。但是低于30fps是
无法顺畅表现绚丽的画面内容的，此时就需要用到60fps来达到想要的效果，当然超过60fps是没有必要的（据说Dart能够带来120fps的体验）。那么，怎么测量帧率呢？【方法一】 1.下载本文附件中的工具包； 2.在Android手机设置里打开GPU呈现模式分析->在adb shell dumpsys gfxinfo中:以MX4手机为例：设置->辅助功能->开发者选项->GPU呈现模式分析->在adb shell dumpsys gfxinfo中； 3.打开步骤1中下载的工具包:android_perfTool->perftest.jar，双击或在命令行中输入：java -jar perftest.jar（具体以该工具所在路径为准），此时就能在工具中进行检测了。该工具最下方给出了具体的信息，较为方便。
【方法二】 1.在Android手机设置里打开GPU呈现模式分析->在adb shell dumpsys gfxinfo中:以MX4手机为例：设置->辅助功能->开发者选项->GPU呈现模式分析->在adb shell dumpsys gfxinfo中； 2.打开需要测试的APP，如果已经打开，请关闭后，重启该应用； 3.打开命令行(cmd)，在命令行输入：adb shell dumpsys gfxinfo "你自己的应用名字" > fps.txt； 4.打开生成的fps.txt，找到Profile data in ms这部分数据，即是我们需要的数据。 5.当然，你要是觉得txt中查看不方便，可以将这部分数据复制到excel中，做一个图表出来，很直观。【方法三】：Android手机设置->GPU呈现模式分析->在屏幕上显示为条形图:以MX4手机为例：设置->辅助功能->开发者选项->GPU呈现模式分析->在屏幕上显示为条形图，这样就能直观的观察帧率情况了。

静默CPU占有率

性能测试标注：<=1%（至少保证静默测试60分钟）；
【方法一】
1.下载本文附件中的工具包；
2.打开步骤1中下载的工具包:android_perfTool->perftest.jar，双击或在命令行中输入：java -jar perftest.jar（具体以该工具所在路径为准），此时就能在工具中进行CPU占用率的检测了。
注：如果工具不能正常测得数据，请采用【方法二】。【方法二】打开命令行，输入：adb shell "top|grep 'com.taobao.taobao'"，一定注意，要带双引号，这是个坑！这时需要的数据就来了。
ps：图中数据不是静默的哈，只是方便展示而已~

内存泄漏

性能测试标准：不存在内存泄漏。
手淘中植入了开源的内存检测代码，该检测基本上能够监控到任何内存泄漏，并给出友好的界面提示。当然，这不是百分百的，我们还是需要进一步测试，测试方法如下：
【方法一】通过检测内存占用量来判断是否发生了内存泄漏：内存占用量应该在一个有限的范围内变化，如果波动较大，就存在内存泄漏，具体步骤如下：
一种方法是：
1.下载本文附件中的工具包；
2.打开步骤1中下载的工具包:android_perfTool->perftest.jar，双击或在命令行中输入：java -jar perftest.jar（具体以该工具所在路径为准），此时就能在工具中进行内存占用量的检测了。
另一种方法是：打开Android Studio，在主界面下方【monitor】也有性能检测需要的各种信息，只是该信息不方便导出。
【方法二】
1.打开Android->Sdk->tools->monitor（或者ddms），左侧Devices中必须显示待测设备，即图中标注1所示。

2.选中需要测试的APP进程，手淘进程是“com.taobao.taobao”（图中是system_process），即图中标注1所示。在手机上反复进出外卖首页3~5次，然后点击“Update Heap”（图中标注2所示），等待20s后，点击一次“Cause GC”，观察“data object”中的“Total Size”值，然后反复进出外卖首页，观察“data object”中的“Total Size”值（该值大小即是手淘此时占用手机的内存总量，应该稳定在一个有限的范围，可以作为内存泄漏的一个判断指标）。
3.点击“Dump HPROF file”按钮，即图中标注5所示，导出hprof文件，名称是"com.taobao.taobao"，该名称一般都是以进程名称命名。
4.打开命令行（cmd），将路径切换到“...\Android\Sdk\platform-tools”，什么？不会切换，那么请自行百度！然后输入命令：“hprof-conv com.taobao.taobao.hprof aaa.hprof”，其中，“com.taobao.taobao.hprof”文件注意路径，可以直接拖拽到命令行（cmd），“aaa.hprof” 即是需要的文件，执行完之后，该文件在“...\Android\Sdk\platform-tools”路径下；
5.打开MAT，File->Open file，选中步骤4中的“aaa.hprof”文件，之后一路点next、finish...最终出现下图所示界面，注意图中标注1：

6.点击上图中标注2所示，得到下图所示界面，在下图中标注为1的地方输入要查询的类，本文需要定位的类为“TakeoutMainActivity”，即可检测到外卖主界面是否仅持有一个单例，或者是否正常释放，至此，【方法二】检测内存泄漏即算完成。

注：步骤2中“Cause GC”点击一次之后，每隔一段时间，软件会自动执行一次GC，因此不必手动点击；步骤3中导出文件过程比较慢，请耐心等待。另外，图中的system_process别乱GC，GC完我手机都挂了，怎么都开不开，后来系统好像是重新更新了一样。。。

流量

性能测试标准：控制资源个数和资源大小（<50KB），无重复请求，静默时尽量无使用，h5页面控制在200KB大小。
【方法一】
1.下载本文附件中的工具包；
2.打开步骤1中下载的工具包:android_perfTool->perftest.jar，双击或在命令行中输入：java -jar perftest.jar（具体以该工具所在路径为准），此时就能在工具中进行流量的检测了。
【方法二】：打开Android Studio，在主界面下方【monitor】处也有性能检测需要的各种信息，只是该信息不方便导出（内存泄露中已附图，此处省略）。
【方法三】
1.打开Android->Sdk->tools->monitor（或者DDMS），左侧Devices中必须显示待测手机设备。

2.在上图中下方栏中即可检测到流量数据；
3.接口数量是否重复请求，可以通过无线实验室进行，具体步骤详见无线实验室帮助文档，其中可以查看接口请求，以及请求资源大小等信息。

响应时间

性能测试标准：wifi/4G/3G<1s，2G<2s。
【方法一】：perftest工具-》导出数据-》打开导出文件，其中launch time即是响应时间，找到需要检测的Activity即可。
【方法二】：利用魔兔平台检测埋点数据（Activity）。
【方法三】：打开命令行（cmd），输入 adb logcat -s ActivityManager |grep "Displayed"。

过度渲染

性能测试标准：wifi/4G/3G<1s，2G<2s。
【方法】：Android手机设置->调试GPU过度绘制->手机上显示的不同颜色就标识层数:以MX4手机为例：设置->辅助功能->开发者选项->调试GPU过度绘制->手机上显示的不同颜色就标识层数，这样就能直观的观察页面哪些地方层数比较深，便于改进。

总结：

本文是自己做Android手淘外卖性能测试的一点小小的总结，中间难免会有差错，希望各位能多多指正，共同学习。
注：附件包就不附上了，如果需要，联系我就好~

【参考】

帧率： http://baike.baidu.com/link?url=AMITuD1P16sYQl4mtZLDqA8QlFnH80oQBkYGhIML2GngIFfcFmYqpV_KmheA2M1-Jx9V4LB1HnxDyz-0tv8ECq 如何测量Android应用的帧率FPS： http://jingyan.baidu.com/article/ac6a9a5e7e5f352b653eacfa.html
Android内存泄露分析（MemoryAnalyzer工具）：http://blog.csdn.net/pugongying1988/article/details/9122699

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