Android系统性能监控最全面分析与实践(一)_android性能监控

随着移动互联网技术的发展，安卓APP的功能越来越多，对于APP性能的要求也随之提高。目前有很多应用性能监控(APM:Application performance monitor)的工具，如阿里的mobileperf，网易开源的Emmagee，腾讯的Matrix等。对于开发者而言，Keymob克魔开发助手也是一个不错的选择，它提供了全面的性能监控解决方案，能够帮助开发者更好地优化应用性能。

以上主流的性能监控是针对APP层，对安卓系统性能的监控也非常重要。谈及系统性能，我们很容易想到CPU使用率、CPU使用率TOP5的进程、内存、内存占用TOP5进程、网络速度、磁盘速度这6个常见的系统性能指标，本文针对这6个指标，通过查阅资料和实践，在应用层开发出一套更高效低耗的Android系统性能通用监控工具，本文也争取成为当前网上分析"Android系统性能监控指标获取和上报"最全面的文章。

2、方案实现

2.1 方案需求分析

结合上述背景分析，为在应用层实现"Android系统性能监控指标获取和上报"这个目标，在此说明本文的需求分析：

1. 高效低耗低介入：开发一个系统性能监控工具，自然不希望该工具本身为系统性能造成负担，所以在保证完成性能监控的同时还要考虑工具本身的性能。要避免使用耗时较长或者阻塞的方法，同时该功能应该在业务最少介入的情况下，完成性能指标获取和上报；
2. 本地保存：因为CPU使用率等指标都需要较频繁采集，需要将获取到的数据本地保存，等收集到一定数量数据再一次性压缩上报到后台；
3. 灵活配置：不同指标获取的频率不同，因此针对不同指标能配置不同的获取频率；同时该监控功能可灵活配置开启和停止，以保证只在规定时间内进行性能监控，其他时间不会对系统造成任何影响。

2.2 方案流程框图

1. 设置6个指标获取和上报的间隔时间，每个指标可以独立配置；
   • 配置获取间隔，不配置上报间隔：仅获取数据，并作本地保存；
   • 不配置获取间隔，配置上报间隔：不获取数据，则上报动作无效；
2. 根据获取间隔获取对应指标数据保存在本地，达到上报时间则读取文件，将获取到的数据压缩上报到后台；
3. 重复以上动作直到服务结束，期间可以灵活修改获取和上报时间；

3、CPU性能指标获取

CPU是性能监控最重要的指标之一，可以更好的帮我们监控设备的真实使用情况。其中CPU使用率的获取更是老生常谈的事情，那么关于CPU，有哪些指标对分析设备性能有帮助呢？在此推荐以下指标：

1. CPU整体使用率和每个核的使用率；
2. CPU有效核数；
3. 实时CPU使用率最高的5个进程名；

3.1 CPU整体使用率和每个核的使用率

方案一：top指令

说到CPU使用率，熟悉linux或者Android的小伙伴第一个想到的办法一定是top指令，因为top指令非常强大，如下图我们可以知道，系统当前有432个进程，总CPU使用率为800%，其中697%处于空闲状态，其中占用CPU使用率最高的是system_server进程，占用了23.6%的CPU。由此可见top指令可以监视系统整体和各个进程的CPU使用率，但无法获取每个核的使用率，且比较的耗时，因此并不是最好的选择。

方案二：ps指令

ps(Process Status的缩写)指令是最基本同时也是非常强大的进程查看指令，可以查询系统内每个进程的运行状态、CPU使用率、占用的内存等，因为现在需要获取CPU使用率，可以执行：

ps -eo pid,%cpu,CMD --sort=-%cpu |head -n 6

指令解析：使用-o参数可自定义格式，这里只显示进程号、CPU使用率、进程名，并按CPU使用率降序排序，最后显示前5个进程。

ps指令耗时是毫秒级别，优于top指令，然而也无法获取整体或者每个核的使用率，并不适合现在的需求。

方案三：dumpsys cpuinfo

Android提供的dumpsys工具可以用于查看感兴趣的系统服务信息与状态，dumpsys cpuinfo可以用来查看安卓系统当前的cpu使用情况，执行的速度是非常快的，因为其打印的内容并非执行该命令的时候临时去更新的，而是系统内部有着相关的机制会在特定情况更新cpuinfo。为方便查看下图经过裁剪，我们可以看到系统整体CPU使用率和前5个进程的使用率，还缺少每个核的使用率，因此还不是最优的方案。不过在3.3小节dumpsys cpuinfo另有他用，其实现原理也可见下文介绍。

方案四：读取/proc/stat文件

对于需要高效获取CPU使用率的开发者，可以考虑使用Keymob克魔开发助手提供的性能监控功能，它能够帮助开发者快速获取CPU使用率等关键性能指标，并且对系统性能影响极小。