114啦建站程序,网站建设空间多大,ui培训设计培训班,更新wordpress 504作者#xff1a;Tans5 Android 中的性能问题无非就是卡顿和 OOM#xff0c;虽然总体就这两种#xff0c;但是造成这两种性能问题的原因却是非常多#xff0c;需要具体的原因具体分析#xff0c;而且这是非常复杂的。本篇文章只是简单介绍如何找到造成这些问题的直接原因的… 作者Tans5 Android 中的性能问题无非就是卡顿和 OOM虽然总体就这两种但是造成这两种性能问题的原因却是非常多需要具体的原因具体分析而且这是非常复杂的。本篇文章只是简单介绍如何找到造成这些问题的直接原因的工具也算是入门分析更深层次的问题你可能还需要别的知识。
卡顿ANR通常是主线程阻塞导致主线程阻塞也可能有很多其他原因比如在竞争其他线程的锁在做耗时的运算等待 UI 绘制的 Buffer 等等我们要分析这些问题就需要 dump 所有的线程方法栈通过这些方法栈再一步一步分析具体问题。
OOM 通常是堆内存增长到最大的限制导致程序无法继续运行而导致的崩溃本篇我们主要分析的是 Dalvik 虚拟机栈的内存而没有 Native 栈的内存而这部分内存也非常重要后续考虑单独写文章分析。
dump 方法栈
如果想要更加直观的展示卡顿问题其实 Systrace 是一个更加好用的工具它能够更加直观地显示主线程每一帧的耗时哪一帧对应方法栈它的方法栈很简单而且没有 native 信息如果要显示自己栈的信息需要手动在代码添加 trace。的耗时信息还有各种的锁信息Binder 唤醒信息 我上面的这个图就是造成了掉帧主线程有大段时间是 sleep 状态在等待 RenderThread然后 RenderThread 比较忙在绘制前两次的 VSYNC 数据然后还在等待 IjkPlayer 线程IjkPlayer 本身有较多的时间是 Runnable 状态表示线程等待 CPU 执行说明先当前时刻 CPU 很忙。具体想要看 systrace 怎么使用大家可以找找别的文章。
systrace 相对比较直观它是截取了程序运行一个时间段内的状态能够明确发现是哪一帧发生了卡顿但是相对程序的方法栈信息就比较少而且这个方法只能够用于调试无法获取线上用户的数据。 相对于线上用户我们就不能使用 systrace 的方法而需要在探测到线程卡顿的时候 dump 出所有线程的方法栈信息相对于是比较好的一个方式。 那么怎么探测卡顿呢我们可以通过设置主线程 Looper 中的 Printer 来监听每个主线程的 Message 的执行时间来判断卡顿比如这个时候某个 Message 执行超过了 2s 我们就认为卡顿了。
那么怎么 dump 所有线程的栈信息呢在 Java 和 Android 的环境非常简单直接可以通过以下方法获取到所有的栈信息。
val allStacks Thread.getAllStackTraces()
for ((t, stack) in allStacks) {println(Stack in ${t.name})for (s in stack) {println(s)}
}以上方法确实简单高效但是只能获取到简单的 Java 栈没有 native 信息没有线程状态也没有锁状态。
那我们要怎么才能 dump 更加详细的栈信息呢在 Java 环境中可以使用 jdk 中的工具 jstack 来 dump 线程栈信息但是它在 Android 中并不能用。那在 Android 中要怎么获取详细的栈信息呢 在 Android 发生 ANR 时会向目标应用进程发送 SIGQUIT 的 Linux 信号应用进程默认的信号处线程 Signal Catcher 会 dump 所有的线程栈信息和虚拟机的 GC 信息到本地文件这些文件在 /data/anr/ 目录下他们是文本文件直接读取就好了。但是你可能会说我们只是想要在卡顿时获取但是卡顿并不一定会触发 ANR。确实是这样但是我不是说过吗ANR 通知到应用进程是通过 Linux 信号如何发送一个 Linux 的 SIGQUIT 信号并不难可以上网搜索一下。当收到 SIGQUIT 信号后Signal Catcher 守护线程就会把栈信息写入到本地文件。 进入 Android 手机的 shell 命令行终端可以通过 kill -SIGQUIT [pid] 命令来发送 (推荐使用虚拟机更方便获取 root 权限使用 adb root 获取权限然后通过 adb shell 进入终端)。 以下是我测试获取的部分堆信息我没有列出 GC 信息感兴趣的自己去看看
// ...DALVIK THREADS (25):
Signal Catcher daemon prio10 tid6 Runnable| groupsystem sCount0 dsCount0 flags0 obj0x134c0228 self0xb40000749aad67b0| sysTid8055 nice-20 cgrptop-app sched0/0 handle0x731950fcc0| stateR schedstat( 94147207 2576958 55 ) utm5 stm4 core3 HZ100| stack0x7319418000-0x731941a000 stackSize995KB| held mutexes mutator lock(shared held)native: #00 pc 000000000049ee50 /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::DumpNativeStack(std::__1::basic_ostreamchar, std::__1::char_traitschar , int, BacktraceMap*, char const*, art::ArtMethod*, void*, bool)140)native: #01 pc 00000000005abfa8 /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::Thread::DumpStack(std::__1::basic_ostreamchar, std::__1::char_traitschar , bool, BacktraceMap*, bool) const376)native: #02 pc 00000000005c90e0 /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::DumpCheckpoint::Run(art::Thread*)924)native: #03 pc 00000000005c3020 /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::ThreadList::RunCheckpoint(art::Closure*, art::Closure*)528)native: #04 pc 00000000005c21ec /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::ThreadList::Dump(std::__1::basic_ostreamchar, std::__1::char_traitschar , bool)1920)native: #05 pc 00000000005c168c /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::ThreadList::DumpForSigQuit(std::__1::basic_ostreamchar, std::__1::char_traitschar )776)native: #06 pc 000000000056d64c /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::Runtime::DumpForSigQuit(std::__1::basic_ostreamchar, std::__1::char_traitschar )196)native: #07 pc 0000000000582be0 /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::SignalCatcher::HandleSigQuit()1396)native: #08 pc 0000000000581bac /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::SignalCatcher::Run(void*)348)native: #09 pc 00000000000af8c8 /apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libc.so (__pthread_start(void*)64)native: #10 pc 000000000004fe08 /apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libc.so (__start_thread64)(no managed stack frames)main prio5 tid1 Native| groupmain sCount1 dsCount0 flags1 obj0x725b86a8 self0xb40000749aad8380| sysTid8045 nice-10 cgrptop-app sched0/0 handle0x75c13d14f8| stateS schedstat( 3274180825 2052143817 7347 ) utm263 stm63 core0 HZ100| stack0x7fee25a000-0x7fee25c000 stackSize8192KB| held mutexesnative: #00 pc 000000000009bab8 /apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libc.so (__epoll_pwait8)native: #01 pc 0000000000019ad0 /system/lib64/libutils.so (android::Looper::pollInner(int)184)native: #02 pc 00000000000199b0 /system/lib64/libutils.so (android::Looper::pollOnce(int, int*, int*, void**)112)native: #03 pc 0000000000110f74 /system/lib64/libandroid_runtime.so (android::android_os_MessageQueue_nativePollOnce(_JNIEnv*, _jobject*, long, int)44)at android.os.MessageQueue.nativePollOnce(Native method)at android.os.MessageQueue.next(MessageQueue.java:335)at android.os.Looper.loop(Looper.java:183)at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:7656)at java.lang.reflect.Method.invoke(Native method)at com.android.internal.os.RuntimeInit$MethodAndArgsCaller.run(RuntimeInit.java:592)at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:947)RenderThread daemon prio7 tid18 Native| groupmain sCount1 dsCount0 flags1 obj0x134c06d8 self0xb40000749aaf7820| sysTid8067 nice-10 cgrptop-app sched0/0 handle0x72c27dccc0| stateS schedstat( 5484600361 852151802 11227 ) utm89 stm458 core1 HZ100| stack0x72c26e5000-0x72c26e7000 stackSize995KB| held mutexesnative: #00 pc 000000000009bab8 /apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libc.so (__epoll_pwait8)native: #01 pc 0000000000019ad0 /system/lib64/libutils.so (android::Looper::pollInner(int)184)native: #02 pc 00000000000199b0 /system/lib64/libutils.so (android::Looper::pollOnce(int, int*, int*, void**)112)native: #03 pc 000000000020ee3c /system/lib64/libhwui.so (android::uirenderer::ThreadBase::waitForWork()132)native: #04 pc 0000000000230370 /system/lib64/libhwui.so (android::uirenderer::renderthread::RenderThread::threadLoop()80)native: #05 pc 00000000000154d0 /system/lib64/libutils.so (android::Thread::_threadLoop(void*)260)native: #06 pc 0000000000014d94 /system/lib64/libutils.so (thread_data_t::trampoline(thread_data_t const*)412)native: #07 pc 00000000000af8c8 /apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libc.so (__pthread_start(void*)64)native: #08 pc 000000000004fe08 /apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libc.so (__start_thread64)(no managed stack frames)GLThread 266 prio5 tid19 Native| groupmain sCount1 dsCount0 flags1 obj0x134c0750 self0xb40000749aaf93f0| sysTid8070 nice0 cgrptop-app sched0/0 handle0x72c15e0cc0| stateS schedstat( 37459048343 3167531629 19183 ) utm257 stm3488 core1 HZ100| stack0x72c14dd000-0x72c14df000 stackSize1043KB| held mutexesnative: #00 pc 000000000004aecc /apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libc.so (syscall28)native: #01 pc 00000000001af92c /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::ConditionVariable::WaitHoldingLocks(art::Thread*)148)native: #02 pc 000000000037e750 /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::(anonymous namespace)::CheckJNI::ReleaseStringCharsInternal(char const*, _JNIEnv*, _jstring*, void const*, bool, bool)508)native: #03 pc 00000000000c9388 /system/lib64/libandroid_runtime.so (android_glGetUniformLocation__ILjava_lang_String_2(_JNIEnv*, _jobject*, int, _jstring*)100)at android.opengl.GLES20.glGetUniformLocation(Native method)at com.tans.tmediaplayer.render.texconverter.Yuv420pImageTextureConverter$convertImageToTexture$1.invoke(Yuv420pImageTextureConverter.kt:43)at com.tans.tmediaplayer.render.texconverter.Yuv420pImageTextureConverter$convertImageToTexture$1.invoke(Yuv420pImageTextureConverter.kt:32)at com.tans.tmediaplayer.render.GLUtilKt.offScreenRender(GLUtil.kt:191)at com.tans.tmediaplayer.render.texconverter.Yuv420pImageTextureConverter.convertImageToTexture(Yuv420pImageTextureConverter.kt:32)at com.tans.tmediaplayer.render.tMediaPlayerView$FrameRenderer.onDrawFrame(tMediaPlayerView.kt:196)at android.opengl.GLSurfaceView$GLThread.guardedRun(GLSurfaceView.java:1573)at android.opengl.GLSurfaceView$GLThread.run(GLSurfaceView.java:1272)tMediaPlayerDecoderThread prio5 tid25 Native| groupmain sCount1 dsCount0 flags1 obj0x134c0b20 self0xb40000749ab056a0| sysTid8083 nice10 cgrptop-app sched0/0 handle0x72bd3fecc0| stateS schedstat( 50362882932 5311662131 15661 ) utm4917 stm119 core2 HZ100| stack0x72bd2fb000-0x72bd2fd000 stackSize1043KB| held mutexesnative: #00 pc 000000000004aecc /apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libc.so (syscall28)native: #01 pc 00000000001af92c /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::ConditionVariable::WaitHoldingLocks(art::Thread*)148)native: #02 pc 0000000000669abc /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::GoToRunnable(art::Thread*)460)native: #03 pc 00000000006698ac /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::JniMethodEnd(unsigned int, art::Thread*)28)native: #04 pc 00000000020952a0 /memfd:jit-cache (deleted) (offset 2000000) (art_jni_trampoline160)native: #05 pc 0000000002017940 /memfd:jit-cache (deleted) (offset 2000000) (com.tans.tmediaplayer.tMediaPlayer.decodeNativeInternal$tmediaplayer_debug48)native: #06 pc 0000000002012cc0 /memfd:jit-cache (deleted) (offset 2000000) (com.tans.tmediaplayer.tMediaPlayerDecoder$decoderHandler$2$1.dispatchMessage2848)native: #07 pc 0000000002022830 /memfd:jit-cache (deleted) (offset 2000000) (android.os.Looper.loop1328)native: #08 pc 000000000013387c /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art_quick_osr_stub60)native: #09 pc 000000000033d108 /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::jit::Jit::MaybeDoOnStackReplacement(art::Thread*, art::ArtMethod*, unsigned int, int, art::JValue*)344)native: #10 pc 000000000068ae84 /apex/com.android.art/lib64/libart.so (MterpMaybeDoOnStackReplacement208)native: #11 pc 0000000000132350 /apex/com.android.art/lib64/libart.so (MterpHelpers240)native: #12 pc 0000000000397020 /system/framework/framework.jar (offset 92b000) (android.os.Looper.loop1084)native: #13 pc 000000000067f6f0 /apex/com.android.art/lib64/libart.so (MterpInvokeStatic1224)native: #14 pc 000000000012d994 /apex/com.android.art/lib64/libart.so (mterp_op_invoke_static20)native: #15 pc 000000000036eca4 /system/framework/framework.jar (offset 92b000) (android.os.HandlerThread.run56)native: #16 pc 0000000000305c58 /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::interpreter::Execute(art::Thread*, art::CodeItemDataAccessor const, art::ShadowFrame, art::JValue, bool, bool) (.llvm.8100235316906539105)268)native: #17 pc 000000000066b1fc /apex/com.android.art/lib64/libart.so (artQuickToInterpreterBridge780)native: #18 pc 000000000013cff8 /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art_quick_to_interpreter_bridge88)native: #19 pc 0000000000133564 /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art_quick_invoke_stub548)native: #20 pc 00000000001a8a78 /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::ArtMethod::Invoke(art::Thread*, unsigned int*, unsigned int, art::JValue*, char const*)200)native: #21 pc 0000000000554c6c /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::JValue art::InvokeVirtualOrInterfaceWithJValuesart::ArtMethod*(art::ScopedObjectAccessAlreadyRunnable const, _jobject*, art::ArtMethod*, jvalue const*)460)native: #22 pc 00000000005a4008 /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::Thread::CreateCallback(void*)1308)native: #23 pc 00000000000af8c8 /apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libc.so (__pthread_start(void*)64)native: #24 pc 000000000004fe08 /apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libc.so (__start_thread64)at com.tans.tmediaplayer.tMediaPlayer.decodeNative(Native method)at com.tans.tmediaplayer.tMediaPlayer.decodeNativeInternal$tmediaplayer_debug(tMediaPlayer.kt:496)at com.tans.tmediaplayer.tMediaPlayerDecoder$decoderHandler$2$1.dispatchMessage(tMediaPlayerDecoder.kt:51)- locked 0x07f95ec5 (a com.tans.tmediaplayer.tMediaPlayerBufferManager$Companion$MediaBuffer)at android.os.Looper.loop(Looper.java:223)at android.os.HandlerThread.run(HandlerThread.java:67)// ...除了基础的 Java 栈还包括 native 的栈信息每个线程所属于的分组他们所持有的 mutex 锁信息和栈占用内存大小等等信息。
dump 堆内存
dump 堆内存可不像线程栈那么简单因为标准的 hprof 文件通常比较大如果想要获取线上用户的内存信息快照信息要考虑到上传文件的大小要考虑上传需要了解 hprof 文件结构然后裁剪掉不重要的一些信息减小需要上传的数据dump 堆内存还有一个比较重要的问题就是性能问题因为本来用户的内存都不够用手机特别卡如果再 dump 内存会导致手机更加卡会比较严重影响用户体验。 所以我认为 dump 线上用户的堆内存就需要解决上述两个问题文件过大上传到服务器问题dump 过程过于消耗设备性能。 我这里直接通过 Android Studio 中的 Profiler 来 dump 堆内存信息应该还有别的工具可以通过编程的方式来 dump 内存信息大家可以去网上找找。
使用 Profiler 选中 Memory 选中 Capture heap dump 表示 dump 堆内存在你需要的时间点点击 Record,就可以完成 dump。 当 dump 完成后就能够看到以下内存的信息 首先可以通过左侧的保存按钮将堆内存快照保存到文件这是标准的 JVM hprof 快照文件可以供其他的工具打开。看到右上方有一些重要数据 Classes 类数量Leaks 内存泄漏的 ActivityFragment 和 Dialog 等等Count 对象数量和 Allocations 是一样的Shallow SizeRetained Size。 其他参数都很好理解但是 Shallow Size 和 Retained Size 大家可能混淆不清楚他们只是不同的计算对象内存大小的方式。 Shallow Size 这里举一个例子假如一个对象包含 1 个 int 4 Bytes 类型的成员变量1 个 long 8 Bytes 类型的成员变量包含 1 个引用的其他的对象引用本身占用 4 Bytes其他对象在堆中占用 10 Bytes我们不考虑对象头等其他的占用的内存我们只考虑我们的我们列出来的数据。通过 Shallow Size 计算该对象占用的内存大小为 4 Bytes 8 Bytes 4 Bytes 20 Bytes这里就不需要计算引用的对象本身在堆内存中占用的大小。 Retained Size 同样是上面的例子通过 Retained Size 来计算就是 4 Bytes 8 Bytes 4 Bytes 10 Bytes 30 BytesRetained Size 计算的大小要包含所引用对象在堆中占用的内存大小。不过所引用的对象 GC Roots 也有引用时就不计算大小不知道 GC Roots 的同学去找找其他的资料。参考如下图 obj1 计算大小时就不需要考虑 obj3 和 obj5 在内存中的大小 通过对 Shallow Size 和 Retained Size 的对比分析可以得出结论 Shallow Size Retained Size 但是我们看到 Profiler 展示的 Shallow Size 是远远大于 Retained Size哈哈我也不知道原因我也找其他资料了没有找到相关信息知道的同学可以在下面留言。但是当我选中某个对象查看具体实例的时候就能够满足 Shallow Size Retained Size。
我们可以选中某个对象查看它的对应的所有实例选择对应的实例能够看到实例的一些信息 我们可以看到实例对应的成员变量他们的一些信息这里又多了一个 Depth 参数它是表示当前对象到 GC Roots 的最小跳数。选中成员变量右击可以跳转到对应的实例中。
选择 References 还可以看到所有的其他对象对它的引用 通过 Android Studio 中 Profiler 我们能够很容易分析出虚拟机中的内存泄漏和造成 OOM 的代码。
Profiler 可不是只能简单地 dump 堆内存哦它还可以捕获一段时间内对象的分配和销毁这个功能也能帮我们分析很多问题比如说 Android 动画过程中造成的内存抖动我们能够快速定位到由于分配哪个对象导致的内存抖动优秀的程序应该做到随时间的流逝内存的占用是一条平滑的曲线而不是变化剧烈的折线。 我们选中 Record Java/Kotlin allocations 后然后点击 Record 就可以开始记录当前的对象分配和销毁当需要停止时记得点击大红按钮就好了不过这个功能很消耗性能无论是电脑还是调试的手机。 选择的这段时间是触发 GC 前后的时间其中包含这段时间内的一些重要信息Allocation (这段时间内新建对象个数)Deallocation (这段时间内回收对象个数)Total Count (当前剩余对象个数)Shallow Size 和 Shallow Size Change。
我们可以选择某一个对象然后会列出这段时间内这个类所有的创建和回收的实例 有的对象标识了“三条杠”这些对象能够查看到它的分配的方法栈。
如果选择 Visualization 还能够看到你选的对象创建实例的所有方法栈信息 到这里我们分析 Android Dalvik 虚拟机堆内存的方式就介绍完了不过这只是虚拟机中的堆内存很多时候我们出现问题的是 native 的堆内存后续考虑再单独出文章来介绍。
总结
除了线程方法栈的 dump其他的方式都不适合线上分析。 不要以为学会了方法栈的 dump 和虚拟机堆内存的 dump 就能够彻底解决这些问题他们只是帮你发现这些问题要彻底解决这些问题还需要很多其他方面的知识。
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