Android Systrace调试使用记录

1. 前言

Systrace是Android4.1中新增的性能数据采样和分析工具。它可帮助开发者收集Android关键子系统的运行信息，从而帮助开发者更直观的分析系统瓶颈，改进性能。

2. Systrace工具使用简介

（1）.google chrome浏览器安装版本 54.0.2840.71 m （2）.打开chrome，在搜索栏输入chrome://tracing

（3）运行ddms工具，选中应用进程，开启systrace跟踪选项，抓取trace.html文件。

（4）在chrome浏览器tracing界面下，点击Load按钮，加载trace.html文件。

加载成功后如下如所示：

3. systrace性能分析 3.1.SurfaceFlinger显示性能分析

SurfaceFlinger显示性能分析主要是观察平台的综合性能，包括硬件的cpu负载能力、irq响应速度和优先级策略、gpu渲染能力、平台总线响应速度、DDR I/O带宽性能、emmc/nand存储的I/O读写性能、系统软件的负载资源分布、调度优先级分配策略和框架层的软件设计优化程度等。

3.1.1.Systrace surfaceflinger简介 HW_VSYNC_ON_0：Atrace值为‘1’（如下图中红色框图1中的蓝色竖条）或‘0’(如下图中红色框图2中空白竖条)。 ‘1’表示前台应用UI正在更新frame，surfaceflinger需要接收并派发VSYNC信号； ‘0’表示前台应用UI没有更新frame，surfaceflinger主动关闭对VSYNC信号的接收和响应；

HW_VSYNC_0：androwcomposer 捕获的display硬件VSYNC中断信号； VSYNC_app：android hwcomposer分发给应用的VSYNC信号； VSYNC_sf：android hwcomposer分发给surfaceflinger进程的VSYNC信号； VSYNC_app 和HW_VSYNC_0存在vsyncSrc绘图延时，VSYNC_sf和HW_VSYNC_0存在合成延时。

3.1.2.Systrace surfaceflinger性能分析

SurfaceFlinger在一个VSYNV-sf周期内的图像合成过程低于16ms，是满足60P视觉流畅度的性能要求，如图所示。

当合成超过VSYNC-sf周期时，需要检查耗时原因，如下图所示，surfaceflinger合成过程在等待gpu模块释放绘图buffer的fence出现超时，

4.UI流畅度性能分析 4.1.Systrace UI frame简介

应用程序的每一帧frame都是从接收到 display VSYNC信号后进行计算和绘制的。使用Systrace分析UI流畅度性能时，需要对UI Thread和RenderThread线程以及Atrace追踪函数有基本了解。 UI Thread 线程主要负责处理UI组件分发事件（包括绘制事件），并从显示子系统接收VSYNC信号。 RenderThread线程负责对发送GPU的绘制命令，减轻UI线程的压力，在UI线程阻塞时保持动画平滑。

将红色方框中的内容方法后，可以看到UI Thread 线程和 RenderThread线程的关键函数调用层级和耗时。

UI Thread 线程中的Choreographer类实例作用是协调动画，输入和绘制的时间，它从显示子系统接收VSYNC，然后安排绘制下一个frame的一部分工作。Choreographer类控制外部input输入事件的处理，动画执行，UI变化，以及提交执行；Choreographer对象中有四条链表，分别保存着待处理的输入事件，待处理的动画事件，待处理的遍历事件，以及待处理的提交时间。Choreographer会根据当前的时间，只处理事件链表中最后一个事件，当有耗时操作在主线程时，事件不能及时执行，就会出现所谓的“跳帧”，“卡顿”现象。

UI Thread 线程中 doFrame方法做的就是绘制下一帧frame，方法中会执行CallBack，优先级为：Choreographer.CALLBACK_INPUT>Choreographer.CALLBACK_ANIMATION>Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL>Choreographer.CALLBACK_COMMIT ViewRootImpl#scheduleTraversals–>Choreographer#postCallback(Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL,mTraversalRunnable, null)–>Traversal(measure，layout，draw)

4.2.Systrace UI frame警告分析

图抓取的systrace截图中，绿色的F表示帧率正常，黄色的F表示Alart警告，红色的F标识严重Alart警告；

绿色的F表示前台应用这一帧的绘制在16ms以内，流畅度60P正常。

黄色的F表示Alart警告，红色的F标识严重Alart警告，表示前台应用这一帧的绘制超过了16ms，出现卡顿。

用鼠标点击 红色或者黄色的F,绿色的F会变成灰色，同时下方会展示具体的Alart信息内容，该内容会提UI Thread渲染超时，出现JACK的可能性原因，可以帮助工程师进行排查问题。UI Thread渲染超时原因如下：

1). UI Thread 线程的代码执行出现阻塞，例如等待其他线程的资源释放或者信号量；

2). 网络资源线程和bitmap加载线程的优先级低于UI Thread 线程，避免此类后台线程抢占UI 线程调度资源，其优先级低于android.os.Process#THREAD_PRIORITY_BACKGROUND；