ANDROID TRACEVIEW

###1. TraceView

Traceview是Android平台特有的数据采集和分析工具，它主要用于分析Android中应用程序的hotspot

Traceview本身只是一个数据分析工具，而数据的采集则需要使用Android Framework中的android.os.Debug类, 或者利用 android sdk 中的 DDMS 工具，其各自的优缺点如下:

使用 Debug 类 :
- 优点是测试的代码范围精确
- 缺点是需要修改代码并且自己导出文件
使用 DDMS 工具 :
- 优点是操作简单，不需要修改代码, 可以在任意时间开启/关闭 trace
- 缺点是测试的代码范围很宽泛，不够精确

###2. 使用 android.os.Debug 采集trace数据

在需要profile的代码片段的首尾, 添加 Debug 类的如下方法来开始/结束统计

public static void startMethodTracing(String tracePath);
public static void stopMethodTracing();

这两个函数运行过程中将采集运行时间内该应用所有线程（注意，只能是Java线程）的函数执行情况

开启profile时，解释的代码运行速度会较慢，并不代表实际执行速度, 在Android的4.4和更高版本，取样会减少性能影响。使用startMethodTracingSampling()即可，停止依旧使用stopMethodTracing()

注意, 生成的 trace 文件位于 “/sdcard/” 目录下，若调用 startMethodTracing() 时不指定 tracePath 参数，则默认生成名为 ‘dmtrace.trace’ 的文件，否则，生成以 tracePath 参数为文件名， ‘.trace’ 为后缀的 trace 文件，若文件已经存在，则其中的内容会被截取

例如，在 Activity 的 ‘onCreate()’ 和 ‘onStart()’ 之间追踪：

public class MainActivity extends Activity {  
  
    @Override  
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
        super.onCreate(savedInstanceState);  
        setContentView(R.layout.activity_main);  
      
        Debug.startMethodTracing("test_01");  
    }  
  
    @Override  
    protected void onStart() {  
        super.onStart();  
      
        Debug.stopMethodTracing();  
    }  
  
}

则执行后，生成 “/sdcard/test_01.trace” 文件

注意，生成 trace 文件需要写 sd 卡，所以要为app 声明 permission

###3. 使用 am 命令来采集 trace 数据

adb shell 中启动 / 关闭 trace 的命令如下

am profile <PROCESS> start <FILE>
am profile <PROCESS> stop

其中 “<PROCESS>” 填写进程名,android java app，进程名通常是 package name， “<FILE>” 填写 trace file 文件名

例如:

am profile com.app.example start /sdcard/test.trace
am profile com.app.example stop

另外，还可以在 adb shell 中启动一个 Activity 的时候，进行追踪

am start -n <Package Name>/<Package Name>.<Activity Name> --start-profiler <FILE>

例如:

am start -n com.example/com.app.example.MainActivity --start-profiler /sdcard/test.trace    

###4. 使用 DDMS 工具来采集 trace 数据

在 android studio 中点击图标来启动 Device Monitor 或者直接执行 Sdk/tools/monitor 来启动 Device Monitor

首先，在左侧 device 管理界面，选中需要追踪的 app，然后点击 “start method profiling”，当需要结束追踪时，再次点击该界面即可

点击 start method profiling

###5. TraceView 查看 trace 文件

Device Monitor 中自带了 TraceView 以查看生成的 trace 数据 (使用 DDMS 工具采集的数据会自动在其中打开，而使用 Debug 或者 am 命令生成的 trace 文件，则需要自己拖动到其中打开)

点击 start method profiling

traceview 面板可以分为2部分，其中:

上面是时间轴面板 (Timeline Panel)：
- 纵轴显示的是线程信息
- 横轴显示的是时间信息
- 线程执行时，显示的是黑色背景，线程暂停时，显示的是白色背景
- 线程在执行不同的方法时，会被标记为不同的颜色，当鼠标放置在其上时，在顶部会显示当前所执行的方法的具体的信息
下面是分析面板(Profile Panel) : Profile Panel 是 TraceView 的核心界面，其内涵非常丰富。它主要展示了某个线程（先在 Timeline Panel 中选择线程）中各个函数调用的情况，包括 CPU 使用时间、调用次数等信息。而这些信息正是查找 hotspot 的关键依据

####5.1 Profile Panel 中各统计列的意义

name : 函数的名称，这一列通常可以展开如下的2项
- parent : 追踪过程中，所有直接调用了该函数的函数
- children : 追踪过程中，所有该函数直接调用的函数
Incl Cpu Time : 某函数占用的CPU时间，包含内部调用其它函数的CPU时间
Excl Cpu Time : 某函数占用的CPU时间，但不含内部调用其它函数所占用的CPU时间
Incl Real Time : 某函数运行的真实时间（以毫秒为单位），内含调用其它函数所占用的真实时间
Excl Real Time : 某函数运行的真实时间（以毫秒为单位），不含调用其它函数所占用的真实时间
Call+Recur Calls/Total : 某函数被调用次数和递归调用次数占总调用次数的百分比 (例如 8230+0 说明被调用8230次，没有递归调用)
Cpu Time/Call : 某函数调用CPU时间与调用次数的比。相当于该函数平均执行时间
Real Time/Call : 同CPU Time/Call类似，只不过统计单位换成了真实时间

注意 cpu time 和 real time 的差别:

cpu time : 某一函数在执行过程中，其所在的线程真实占用cpu的时间
real time : 某一函数从开始执行到执行完成，所耗费的真实时间，在这段时间内，因为暂停，上下文切换，任务调度， GC 等原因， cpu time 通常小于 real time

**另外，每一个Time列还对应有一个用时间百分比来统计的列: ** 比如Incl Cpu Time列对应还有一个列名为Incl Cpu Time %的列，表示某一个函数的 Incl Cpu Time 占总的 Incl Cpu Time 的百分比

###6. 使用 android studio 查看 trace 文件

android studio 支持查看 traceview 生成的 trace 文件，在 android studio 中直接打开即可

android studio 中会以如下的图形的方式显示函数的调用关系，可以结合 ddms 上的 traceview 面板使用

点击 start method profiling

###7. 使用 dmtracedump 查看 trace 文件

dmtracedump 是 android sdk 中附带的另一个根据 trace 文件生成图形化调用堆栈的工具（platform-tools/dmtracedump），它支持生成 html 和 png 图片格式的输出

输出 html :

dmtracedump -h ddmsxxx.trace > a.html

点击 start method profiling

输出 png :

dmstracedump -g a.png ddmsxxx.trace

生成的 png 中每个节点中依次为：

[inclusive_time_rank]function_name(total_inclusive_time, total_exclusive_time, execute_times)

点击 start method profiling

生成 png图片需要依赖 dot，可使用如下的命令安装:

sudo apt-get install graphviz

###8. traceview 查找 hotspot

程序中的 hotspot 可以分为2类 :

被调用次数较少，但是每次被调用耗时较长的的函数
- 针对这一类 hotspot，将 “Cpu Time / call” 这一列降序排列，关注点放在那些单次执行时间较长的函数上
每次被调用耗时较短，但是调用次数较多的函数
- 针对这一类 hotspot，点击 Call/Recur Calls/Total 列箭头，使之按降序排列, 关注点放在那些调用频繁并且占用资源较多的函数上

android traceview

sven