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2026-01-12 17:14:58 +08:00

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Raw Blame History

Systrace/Perfetto全解读

概述

Systrace和Perfetto是Android系统级性能分析工具，可以追踪系统调用、CPU调度、渲染流程等，是性能优化的必备工具。

Systrace基础

Systrace简介

Systrace是Android 4.1引入的系统级追踪工具，可以记录系统调用、CPU调度、渲染等信息。

安装与使用

# Systrace位于Android SDK的platform-tools/systrace目录
# 或使用Python脚本
python systrace.py [options] [categories]

# 基本用法
python systrace.py -t 10 -o trace.html sched gfx view

常用参数

# -t: 追踪时间（秒）
python systrace.py -t 10 -o trace.html

# -o: 输出文件
python systrace.py -t 10 -o my_trace.html

# -b: 缓冲区大小（KB）
python systrace.py -t 10 -b 32768 -o trace.html

# -a: 指定应用包名
python systrace.py -t 10 -a com.example.app -o trace.html

# -k: 指定要追踪的函数（用逗号分隔）
python systrace.py -t 10 -k load_symbols,unload_symbols -o trace.html

追踪类别（Categories）

# CPU调度
sched

# 图形渲染
gfx

# 视图系统
view

# 输入事件
input

# 磁盘I/O
disk

# 内存
mem

# 活动管理器
am

# 窗口管理器
wm

# 数据库
db

# 网络
network

# 电源管理
power

# 全部类别
-a

完整示例

# 追踪应用启动
python systrace.py -t 5 -a com.example.app \
    -o startup_trace.html \
    sched freq idle am wm gfx view binder_driver hal dalvik camera input res

# 追踪流畅度问题
python systrace.py -t 10 \
    -o jank_trace.html \
    gfx view sched freq idle

# 追踪内存问题
python systrace.py -t 10 \
    -o memory_trace.html \
    sched freq idle mem

Perfetto基础

Perfetto简介

Perfetto是Google开发的下一代性能分析工具，从Android 9开始集成，功能更强大，支持更长的追踪时间。

使用Perfetto

1. 通过Android Studio

打开Android Studio
连接设备
打开Profiler
选择CPU Profiler
点击"Record"开始录制
执行操作
停止录制，查看结果

2. 通过命令行

# 使用perfetto命令行工具
adb shell perfetto -c - --out /data/misc/perfetto-traces/trace

# 或使用配置文件
adb shell perfetto -c /data/local/tmp/config.pb -o /data/local/tmp/trace.pb

3. 通过Web UI

# 1. 录制trace
adb shell perfetto -c - --out /data/misc/perfetto-traces/trace

# 2. 拉取trace文件
adb pull /data/misc/perfetto-traces/trace trace.pb

# 3. 在 https://ui.perfetto.dev/ 打开

Perfetto配置文件

# config.pb (文本格式)
buffers: {
    size_kb: 63488
    fill_policy: DISCARD
}
buffers: {
    size_kb: 2048
    fill_policy: DISCARD
}

data_sources: {
    config {
        name: "android.surfaceflinger.frame"
    }
}
data_sources: {
    config {
        name: "linux.ftrace"
        ftrace_config {
            ftrace_events: "sched/sched_switch"
            ftrace_events: "sched/sched_waking"
            ftrace_events: "power/suspend_resume"
            ftrace_events: "power/cpu_frequency"
            ftrace_events: "power/cpu_idle"
            ftrace_events: "gfx/mali_gpu_total"
            buffer_size_kb: 2048
            drain_period_ms: 250
        }
    }
}

duration_ms: 10000

Trace文件分析

1. 打开Trace文件

# Systrace HTML文件
# 直接在浏览器中打开 trace.html

# Perfetto文件
# 在 https://ui.perfetto.dev/ 打开
# 或使用Android Studio打开

2. 关键指标

Frame信息

绿色: 正常帧（< 16.67ms）
黄色: 轻微掉帧（16.67-33.33ms）
红色: 严重掉帧（> 33.33ms）

CPU信息

CPU频率: 查看CPU是否降频
CPU使用率: 查看CPU负载
CPU调度: 查看线程调度情况

渲染信息

VSYNC: 垂直同步信号
Choreographer: 帧调度
RenderThread: 渲染线程
GPU: GPU渲染时间

3. 分析技巧

查找卡顿

找到红色或黄色的Frame
点击Frame查看详细信息
查看该时间段内的CPU活动
查找耗时操作

分析启动时间

找到应用启动的起点
追踪到首帧渲染完成
分析各个阶段的耗时
识别瓶颈

分析内存问题

查看内存分配事件
查找频繁的GC
分析内存增长趋势

实战案例

案例1：分析应用启动

# 1. 录制启动trace
python systrace.py -t 5 -a com.example.app \
    -o startup.html \
    sched freq idle am wm gfx view

# 2. 分析步骤
# - 找到Application.onCreate开始时间
# - 找到MainActivity.onCreate开始时间
# - 找到首帧渲染完成时间
# - 计算各阶段耗时

关键指标:

Application初始化时间
Activity创建时间
布局inflate时间
首帧渲染时间

案例2：分析流畅度问题

# 1. 录制流畅度trace
python systrace.py -t 10 \
    -o jank.html \
    gfx view sched freq idle

# 2. 分析步骤
# - 找到掉帧的Frame（红色/黄色）
# - 查看该Frame的耗时
# - 分析主线程活动
# - 查找阻塞操作

常见问题:

主线程阻塞
布局复杂
过度绘制
内存抖动

案例3：分析CPU使用率

# 1. 录制CPU trace
python systrace.py -t 10 \
    -o cpu.html \
    sched freq idle

# 2. 分析步骤
# - 查看CPU频率变化
# - 查看CPU使用率
# - 分析线程调度
# - 查找CPU密集型操作

高级技巧

1. 自定义Trace点

// 在代码中添加自定义trace点
import android.os.Trace;

// 开始trace
Trace.beginSection("my_custom_section");

// 执行操作
doSomething();

// 结束trace
Trace.endSection();

2. 异步Trace

// 异步trace
Trace.beginAsyncSection("async_operation", cookie);
// 执行异步操作
Trace.endAsyncSection("async_operation", cookie);

3. 计数器

// 设置计数器
Trace.setCounter("my_counter", value);

4. 使用ATrace命令

# 在shell中启用trace
adb shell setprop debug.atrace.tags.enableflags 0x1

# 开始trace
adb shell atrace -t 10 -b 32768 gfx view sched > trace.txt

# 停止trace
adb shell atrace --async_stop

Perfetto高级功能

1. 长时间追踪

# Perfetto支持更长的追踪时间
adb shell perfetto -c - --out /data/misc/perfetto-traces/trace
# 可以追踪数小时

2. 多数据源

Perfetto支持同时追踪多个数据源：

CPU调度
内存分配
网络活动
电源管理
自定义事件

3. SQL查询

Perfetto支持SQL查询trace数据：

-- 查询所有Frame信息
SELECT * FROM slice WHERE name = 'Choreographer#doFrame';

-- 查询掉帧
SELECT * FROM slice 
WHERE name = 'Choreographer#doFrame' 
AND dur > 16666667;

-- 查询CPU使用率
SELECT ts, cpu, value 
FROM counter 
WHERE name = 'cpu.freq';

性能优化建议

1. 基于Trace的优化

识别瓶颈: 找到耗时最长的操作
分析原因: 理解为什么耗时
制定方案: 设计优化策略
验证效果: 再次录制trace对比

2. 常见优化点

减少主线程工作: 将耗时操作移到后台线程
优化布局: 减少布局层级和复杂度
减少GC: 避免内存抖动
优化算法: 使用更高效的算法

3. 持续监控

建立性能基线
定期录制trace
设置性能告警
跟踪性能趋势

工具对比

特性	Systrace	Perfetto
支持版本	Android 4.1+	Android 9+
追踪时间	较短	较长
数据源	有限	丰富
分析能力	基础	强大
SQL查询	不支持	支持
Web UI	基础	强大

最佳实践

明确目标: 在录制前明确要分析的问题
合适时长: 选择适当的追踪时间
关键类别: 只追踪相关的类别
多次录制: 多次录制确保结果一致
对比分析: 优化前后对比分析

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