Systrace

Google 鏈接
Systrace是一個platform-provided工具，用於記錄設備在短時間內的活動。允許在系統級別上收集和檢查設備上運行的所有進程的時間信息。將來自Android內核的數據（如CPU調度程序、磁盤活動和應用程序線程）結合起來生成一個HTML報告，幫助確定如何最好地提高應用程序或遊戲的性能。該報告突出了它觀察到的問題（如在顯示動作或動畫時的ui jank），並且提供了有關如何修復這些問題的建議。但是，Systrace不會在應用程序進程中收集有關代碼執行的信息。有關應用正在執行的方法以及使用多少CPU資源的詳細信息使用Android Studio CPU Profiler,你也可以生成trace logs後使用Profiler查看。
    三種使用方式：命令行調用，System Tracing APP，DDMS
    在Android5.0（API級別21）或更高版本的設備上，渲染一個frame的工作被UI Thread和Render Thread拆分。在以前的版本上，創建一個frame的所有工作都是在UI thread上完成的。
    在解決應用程序中與性能相關的錯誤（如啓動緩慢、轉換緩慢或UI jank）時，記錄跟蹤尤其有用。

命令行調用
Systrace command在android sdk tools包中提供，位於android-sdk/platform-tools/systrace/
啓動systrace，通過以下步驟：
1. 下載安裝Android Studio，然後下載SDK並更新。
  不一定要使用Android Studio，但是現在的SDK只能通過Android Studio更新。
2. 安裝python並將其包含在工作站的執行路徑中。添加path D:\Python27，cmd 中輸入python ，有信息
3. python 2.7.9以後的自帶pip，添加path D:\Python27\Scripts，cmd 中輸入pip，有信息
4. 通過USB調試連接到一個Android 4.3(API)或者 4.3以上的設備。
5. 生成mynewtrace.html的文件；當前目錄： D:\adt\SDK\platform-tools\systrace
```
python systrace.py -o mynewtrace.html sched freq idle am wm gfx view binder_driver hal dalvik camera input res
```
6. 查看類別：其他命令查看鏈接
```
python systrace.py --list-categories
```
  遇到缺少win32con, pip install -i https://pypi.douban.com/simple pypiwin32
  
  win32con
  
  需要啓動模擬器或者連接設備
System Tracing APP
在Android 9.0（API級別28）或更高版本的設備上，可以使用 System Tracing的 System App在設備上記錄系統跟蹤。系統跟蹤將設備的活動保存到滾動緩衝區，該緩衝區可保存10-30秒的事件值。
1. 開啓開發者選項
2. 打開開發者選項，選擇System Tracing；開啓Show Quick Setting tile的Switch Button。
3. 或者，選擇要跟蹤的系統和傳感器調用的類別，並選擇緩衝區大小（以KB爲單位）。選擇與正在測試的用例相對應的類別，例如用於測試藍牙操作的音頻類別。
4. 打開快速設置面板中的System Tracing 如下圖System Tracing，或者打開開發者選項中的System Tracing並開啓Record trace的Switch Button。
5. 通知面板會出現一個System Tracing通知，點擊通知面板或者快速設置面板中的System Tracing，停止tracing
6. 系統將顯示一個“saving trace”的新通知。保存完成後，系統將取消通知並顯示第三個通知，System Tracing已保存，並且已準備好分享你的trace。
7. 點擊通知，顯示分享對話框，點擊share可以通過郵箱分享
8. adb 命令下載，下載文件是.ctrace
```
cd /path-to-traces-on-my-dev-machine
adb pull /data/local/traces/ .
```
9. 生成html文件；當前目錄： D:\adt\SDK\platform-tools\systrace
```
cd /path-to-traces-on-my-dev-machine
python systrace.py --from-file trace-file-name.ctrace
```
Developer Options

Show Quick Setting tile

System Tracing

Trace saved

Share Trace

生成html文件
DDMS
啓動DDMS後，點擊Capture system wide trace using Android systrace按鈕後點擊OK。
Destination File：生成文件存放哪裏；
Trace duration (seconds)：追蹤週期時間
Trace Buffer Size(kb)：追蹤緩衝區大小
Enable Application Traces from：選擇需要追蹤的進程
Commonly Used Tags：常用標籤具體內容看圖
Advanced Options: 高級選項具體內容看圖

Capture system wide trace using Android systrace
報告分析
1. 左邊呈現是UI Frames的每個進程，選擇你要觀察的APP，右邊是沿時間線指示呈現每個Frame。
  綠色圓表示： 16.6毫秒內渲染完成的Frames。
  黃色或紅色圓表示：渲染時間超過16.6毫秒的Frames。
2. 單擊一個frame 圓將高亮顯示它，並提供系統渲染該frame所做的相關信息包括系統在呈現該幀時正在執行的方法(因此可以調查這些導致ui-jank的方法)和Alert。 Alert指出主要問題是在ListView回收和重新綁定中花費太多時間。Alert中有相關事件的鏈接，這些鏈接可以更詳細地解釋系統在這段時間內所做的工作。如圖Android System Trace A Frame
3. 若要查看每個Alert，以及觸發每個Alert的次數，請單擊窗口右側的Alerts選項卡，如圖Android System Trace Alert 所示。Alerts panel中查看跟蹤出現的問題，以及它們對jank的影響頻率。將Alerts panel視爲要修復的錯誤列表。通常，一個領域的微小變化或改進可以消除應用中的整個Alerts。
4. 如果UI Thread做了太多的工作，需要找出哪些方法佔用了太多的CPU時間：
  爲導致這些瓶頸的方法添加自定義事件，查看這些函數調用次數在Systrace中（具體操作下一段定義自定義事件）。
  如果不確定哪些方法會導致UI Thread出現瓶頸，請使用Android Studio Cpu Profiler,。

Capture system wide trace using Android systrace

Android System Trace

Android System Trace Zoom

Android System Trace A Frame

Android System Trace Alert

定義自定義事件

在Android 4.3（API級別18）及更高版本中，使用代碼中的Trace類在HTML報告中標記執行事件。需要使用-a或--app命令行選項運行Systrace，並指定應用程序的包名稱。

python systrace.py -a com.lqr.wechat -b 16384 -o my_systrace_report.html sched freq idle am wm gfx view binder_driver hal dalvik camera input res

下面的代碼示例演示如何使用Trace類來標記方法的執行，包括該方法中的兩個嵌套代碼塊；多次調用BeginAtomon（String）時，調用EndSection（）只結束最近調用的BeginAtomon（String）方法。因此，對於嵌套調用（如下面示例中的調用），需要確保每個對BeginAtomion（）的調用都與對EndSection（）的調用正確匹配。此外，不能在一個線程上調用BeginAtomon（）並從另一個線程結束它，必須從同一個線程調用EndSection（）。

public  class  MyAdapter  extends  RecyclerView.Adapter<MyViewHolder>  {  
    ...
    @Override  
    public  MyViewHolder onCreateViewHolder(ViewGroup parent,  int viewType)  {  
        Trace.beginSection("MyAdapter.onCreateViewHolder");  
        MyViewHolder myViewHolder;  
        try  { 
           myViewHolder =  MyViewHolder.newInstance(parent); 
        }  finally  {  
            // In 'try...catch' statements, always call `[endSection()](https://developer.android.google.cn/reference/android/os/Trace.html#endSection())`  
            // in a 'finally' block to ensure it is invoked even when an exception  // is thrown.  
            Trace.endSection(); 
        }  
        return myViewHolder;  
    } 

    @Override  
    public  void onBindViewHolder(MyViewHolder holder,  int position)  { 
        Trace.beginSection("MyAdapter.onBindViewHolder");  
        try  {  
            try  {  
                Trace.beginSection("MyAdapter.queryDatabase");  
                RowItem rowItem = queryDatabase(position); 
                dataset.add(rowItem);  
            }  finally  {  
                Trace.endSection(); 
            } 
            holder.bind(dataset.get(position));
        }  finally  {  
            Trace.endSection();  
        } 
    } 
    ... 
 }

Android 6.0（API級別23）及更高版本支持調用native層tracing
API 通過引入trace.h，將trace事件寫入系統緩衝區，然後使用Systrace進行分析。Android 6.0到4.3可以嘗試通過JNI調用。

爲ATrace functions定義方法指針

#include <android/trace.h>
#include <dlfcn.h>

void *(*ATrace_beginSection) (const char* sectionName);
void *(*ATrace_endSection) (void);

typedef void *(*fp_ATrace_beginSection) (const char* sectionName);
typedef void *(*fp_ATrace_endSection) (void);

在運行時加載ATrace符號，通常在對象構造函數中執行這個過程,出於安全原因，僅在應用程序或遊戲的調試版本中包含對dlopen（）的調用。

// Retrieve a handle to libandroid.
void *lib = dlopen("libandroid.so", RTLD_NOW || RTLD_LOCAL);

// Access the native tracing functions.
if (lib != NULL) {
   // Use dlsym() to prevent crashes on devices running Android 5.1
   // (API level 22) or lower.
    ATrace_beginSection = reinterpret_cast<fp_ATrace_beginSection>(dlsym(lib, "ATrace_beginSection"));
    ATrace_endSEction = reinterpret_cast<fp_ATrace_endSection>(dlsym(lib, "ATrace_endSection"));
}

在自定義事件的開始和結束調用atrace_begindomon() 和atrace_endsection()

#include <android/trace.h>

char *customEventName = new char[32]; 
sprintf(customEventName, "User tapped %s button", buttonName);

ATrace_beginSection(customEventName);
// Your app or game's response to the button being pressed.
ATrace_endSection();

跟蹤整個方法
當檢測調用堆棧或函數計時時，會發現跟蹤整個函數很有用。使用ATRACE_CALL()宏使這種類型的跟蹤更容易設置。此外，通過創建try-catch塊，這種宏允許跳過被跟蹤函數引發的異常或提前調用return的情況。

定義宏

#define ATRACE_NAME(name) ScopedTrace ___tracer(name)

// ATRACE_CALL is an ATRACE_NAME that uses the current function name.
#define ATRACE_CALL() ATRACE_NAME(__FUNCTION__)

class ScopedTrace {
  public:
    inline ScopedTrace(const char *name) {
      ATrace_beginSection(name);
    }

    inline ~ScopedTrace() {
      ATrace_endSection();
    }
};

調用宏在被跟蹤方法中

void myExpensiveFunction() {
  ATRACE_CALL();
  // Code that you want to trace.
}

給你的線程名稱
給事件發生的每個線程提供名稱，可以更容易地識別屬於特定操作的線程。

#include <pthread.h>

static void *render_scene(void *parm) {
    // Code for preparing your app or game's visual components.
}

static void *load_main_menu(void *parm) {
    // Code that executes your app or game's main logic.
}

void init_threads() {
    pthread_t render_thread, main_thread;

    pthread_create(&render_thread, NULL, render_scene, NULL);
    pthread_create(&main_thread, NULL, load_main_menu, NULL);

    pthread_setname_np(render_thread, "MyRenderer");
    pthread_setname_np(main_thread, "MyMainMenu");
}