Android卡頓優化 | 卡頓及其優化工具概述及StrictMode實踐案例

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本文要點

• 一般使用的卡頓優化工具
• 卡頓問題概述
• 卡頓問題分析難點
• 關於CPU Profiler
• 關於Systrace
• 關於StrictMode
• 磁盤讀寫違例檢測實戰
• 實例限制檢測實戰

一般使用的卡頓優化工具

• CPU Profiler
• Systrace
• StrictMode
  （strict adj.精確的； 絕對的； 嚴格的，嚴謹的； [植]筆直的
  mode n.方式； 狀況； 時尚，風尚； 調式 模式；）

卡頓問題概述

• 很多性能問題（如內存佔用高、耗費流量等）都相對不容易被發現，
  但是卡頓問題卻是很容易被直觀感受到的；
• 卡頓問題較難排查、定位；

卡頓問題分析難點

• 可能的產生原因 繁雜：代碼、內存、繪製、IO、【在主線程做UI處理、IO操作耗時操作】等；
• 線上卡頓問題，在線下難以復現，
  卡頓問題跟用戶屆時的現場環境有很大的關係；
• 比如，
  屆時用戶終端的磁盤IO空間不足，影響了APP的IO寫入性能，
  導致APP卡頓，這樣的場景有時候是很難復現的；
  【最好在問題發生時候，就記錄下來用戶屆時的場景】

關於CPU Profiler

• 圖形的形式展示程序的執行時間、調用棧、執行次數等；

• 信息全面，包含了所有線程、所有方法的調用時間；

• 運行時開銷比較嚴重，導致APP運行時所有函數都會不等比地變慢，可能會帶偏優化方向；

• 使用方式

  • Debug.startMethodTracing();【在需要監控的代碼塊前添加（注意它有四個重載方法）】
  • Debug.stopMethodTracing();【在需要監控的代碼塊後添加】
  • 生成的調試文件在sd卡：Android/data/packagename/files
  • 上次在內存優化的實戰中，
    其實已經使用過，提到過CPU Profiler了，
    這裏可以看一下App內存優化 之 內存抖動解決實戰！！！！！！

關於Systrace

• 監控和跟蹤Api調用、線程運行情況，生成Html報告；

• 需要在API 18以上使用，推薦TraceCompat；

• 使用方式

  • python systrace.py -t 10 [other-options][categories]
  • 可以參考CSDN某博客；
    或Android性能優化 -- Systrace工具（有option或category的參數表格）
  • 輕量級，開銷小
  • 直觀反映CPU利用率
  • 給出建議

關於StrictMode

• 嚴苛模式，Android提供的一種運行時檢測機制；
  如果在開發階段對成千上萬行的代碼進行code review，
  可能效率是比較低下的；
  使用StrictMode之後，
  系統會自動檢測出來主線程當中違例的一些情況，
  同時按照代碼的配置給出相應的反應。

• 方便，強大，容易被忽視

• 主要檢測：線程檢測策略、虛擬機檢測策略

  • 線程檢測策略【StrictMode.setThreadPolicy()】：
    如，
    自定義的耗時調用檢測，如detectCustomSlowCalls()；
    磁盤讀取操作檢測，detectDiskReads()
    網絡操作檢測，detectNetwork()
    【detect vt.查明，發現； 洞察； 偵察，偵查； 】
  • 虛擬機策略【StrictMode.setVmPolicy()】：
    Activity泄漏檢測，detectActivityLeaks()
    SqlLite對象泄漏檢測，detectLeakedSqlLiteObjects()
    限制實例數量檢測，setClassInstanceLimit(要限制的類實例，限制的數量)

• 具體使用：
  可以在Activity或者Application的onCreate()中調用StrictMode的方法：

private boolean DEV_MODE = true;

    private void initStrictMode() {
        if (DEV_MODE) {
            StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy.Builder()
                    .detectCustomSlowCalls() //API等級11，使用StrictMode.noteSlowCode
                    .detectDiskReads()
                    .detectDiskWrites()
                    .detectNetwork()// or .detectAll() for all detectable problems
                    .penaltyLog() //在Logcat 中打印違規異常信息
                    .build());

            StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder()
                    .detectLeakedSqlLiteObjects()
                    .setClassInstanceLimit(NewsItem.class, 1)
                    .detectLeakedClosableObjects() //API等級11
                    .penaltyLog()
                    .build());
        }
    }

• 【調試技巧】
  設置一個DEV_MODE標誌位：
  只有在線下開發的環境時將之設置爲true，纔會使進程打開StrictMode；

• 【檢測策略的調用】
  detect開頭的方法，
  都是StrictMode提供的檢測策略，
  調用過了，則StrictMode便會進行相應的檢測和反應；

• 【響應方式配置】
  penaltyLog()【penalty n.懲罰，刑罰，害處】是出現違規後用log打印出來，即指定StrictMode的響應方式，
  StrictMode除了打印log的方式，
  還有其他響應方式，
  如penaltyDeath()可以讓APP直接崩潰掉，
  penaltyDialog()可以彈出一個Dialog等！！！！！！！！！

• 實戰一下：
  磁盤讀寫違例檢測（log的響應方式）：

/**
 * 模擬內存泄露的Activity
 */
public class MemoryLeakActivity extends AppCompatActivity implements CallBack{

    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_memoryleak);

        ImageView imageView = findViewById(R.id.iv_memoryleak);
        Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.mipmap.splash);
        imageView.setImageBitmap(bitmap);

        CallBackManager.addCallBack(this);

        StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy.Builder()
                .detectDiskReads()
                .detectDiskWrites()
                .penaltyLog()
                .build());

        findViewById(R.id.iv_memoryleak).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                writeToExternalStorage();
            }
        });
    }

    /**
     * 文件系統的操作
     */
    public void writeToExternalStorage() {
        try {
            File externalStorage = Environment.getExternalStorageDirectory();

            File mbFile = new File(externalStorage, "xxx.txt");
            if (mbFile.exists()){
                mbFile.createNewFile();
            }

            OutputStream output = new FileOutputStream(mbFile, true);
            output.write("www.wooyun.org".getBytes());
            output.flush();
            output.close();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        CallBackManager.removeCallBack(this);
    }

    @Override
    public void dpOperate() {
        // do sth
    }
}

Dialog的響應方式：

以上IO違例的原因就是在主線程做了IO操作了，
這顯然是不行的，需要開一個子線程給它整！

• 實例限制檢測：

public class TestApp extends Application {

    static MemoryLeakActivity i = new MemoryLeakActivity();
    static MemoryLeakActivity j = new MemoryLeakActivity();

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();

        //實例限制檢測 測試
        StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder()
                .setClassInstanceLimit(MemoryLeakActivity.class, 1)
                .detectLeakedClosableObjects() //API等級11
                .penaltyLog()
                .build());
    }
}

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