Perfetto项目中的ATrace数据源解析：Android系统与应用追踪事件-优快云博客

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Perfetto项目中的ATrace数据源解析：Android系统与应用追踪事件

perfetto Performance instrumentation and tracing for Android, Linux and Chrome (read-only mirror of https://android.googlesource.com/platform/external/perfetto/) 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/pe/perfetto

什么是ATrace

ATrace是Android平台上用于系统和应用性能分析的核心追踪机制，它允许开发者在代码中插入标记点来记录执行流程和性能指标。作为Perfetto项目支持的重要数据源之一，ATrace提供了跨Java/Kotlin、Native代码和Android系统内部的多层次追踪能力。

ATrace的工作原理

ATrace通过以下三种方式向系统注入追踪事件：

Java/Kotlin应用：通过android.os.Trace类提供的方法
Native进程：使用NDK中的<trace.h>头文件提供的函数
Android内部进程：通过libcutils/trace.h中的宏定义

这些API最终都会通过libcutils库将事件写入内核的trace_marker接口，Perfetto会捕获这些事件并将其整合到统一的追踪数据中。

ATrace事件类型

系统事件(System Events)

由Android系统内部组件产生，具有以下特点：

按功能模块分组（称为"tags"），如"am"(ActivityManager)、"pm"(PackageManager)
可以通过tag批量启用/禁用相关事件
涵盖系统核心服务的性能数据

应用事件(App Events)

由用户应用程序产生，特点包括：

所有应用事件共享同一个tag：ATRACE_TAG_APP
可以按应用包名精确控制追踪范围
适用于分析特定应用的性能问题

性能考量

使用ATrace需要注意以下性能影响：

每个事件会产生1-10微秒的开销
开销主要来自字符串处理、JNI调用和内核空间切换
在高频调用的代码路径中应谨慎使用

Perfetto团队正在开发新一代的Tracing SDK以优化追踪性能，但在Android平台上目前仍推荐使用现有的ATrace API。

在Perfetto UI中的展示

ATrace事件在Perfetto界面中会显示为：

切片(Slices)：表示代码块的开始和结束，显示执行时间
计数器(Counters)：表示数值型指标的变化趋势

这些可视化元素会按照进程和线程分组，便于分析执行流和性能瓶颈。

SQL查询示例

Perfetto提供了强大的SQL接口来分析ATrace数据：

切片查询

SELECT s.ts, t.name as thread_name, t.tid, s.name as slice_name, s.dur
FROM slice as s 
LEFT JOIN thread_track as trk ON s.track_id = trk.id
LEFT JOIN thread as t ON trk.utid = t.utid

此查询可获取所有切片事件的时间戳、线程信息和持续时间。

计数器查询

SELECT ts, p.name as process_name, p.pid, t.name as counter_name, c.value
FROM counter as c 
LEFT JOIN process_counter_track as t ON c.track_id = t.id
LEFT JOIN process as p ON t.upid = p.upid

此查询可获取所有计数器事件的值及其所属进程信息。

配置ATrace数据收集

在Perfetto的TraceConfig中，可以通过以下方式配置ATrace：

data_sources {
  config {
    name: "linux.ftrace"
    ftrace_config {
      # 启用特定的系统事件tag
      atrace_categories: "am"  # ActivityManager相关事件
      atrace_categories: "pm"  # PackageManager相关事件

      # 启用特定应用的追踪
      atrace_apps: "com.example.myapp"

      # 启用所有应用的事件
      atrace_apps: "*"
    }
  }
}