Android 系统性能定位工具 systrace

专注&突破

已于 2023-08-11 10:51:08 修改

阅读量467

点赞数

分类专栏： ftrace 文章标签： android systrace ftrace

于 2021-07-07 19:58:11 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/hn_zhangkun/article/details/118555041

版权

ftrace 专栏收录该内容

2 篇文章

订阅专栏

折腾了几天终于把trace 底层原理搞明白了，后面整理一下写出来，今天开始整systrace，工作任务在身。其实我之前主要想研究bpf的，之所以研究trace，主要是因为Android的systrace使用的是trace，意想不到是trace底层源码读起来这么爽（有兴趣的可以去读一下^~^）。

概要

Systrace 是 Android4.1 中新增的性能数据采样和分析工具。它可帮助开发者收集 Android 关键子系统（如 SurfaceFlinger/SystemServer/Kernel/Input/Display 等 Framework 部分关键模块、服务，View系统等）的运行信息，并生成HTML报告。

Systrace 的功能包括跟踪系统的 I/O 操作、内核工作队列、CPU 负载以及 Android 各个子系统的运行状况等。在 Android 平台中，它主要由3部分组成：

内核部分：Systrace 利用了 Linux Kernel 中的 ftrace 功能。所以，如果要使用 Systrace 的话，必须开启 kernel 中和 ftrace 相关的模块。
数据采集部分：Android 定义了一个 Trace 类。应用程序可利用该类把统计信息输出给ftrace。同时，Android 还有一个 atrace 程序，它可以从 ftrace 中读取统计信息然后交给数据分析工具来处理。
数据分析工具：Android 提供一个 systrace.py（ python 脚本文件，位于 Android SDK目录/platform-tools/systrace 中，其内部将调用 atrace 程序）用来配置数据采集的方式（如采集数据的标签、输出文件名等）和收集 ftrace 统计数据并生成一个结果网页文件供用户查看。从本质上说，Systrace 是对 Linux Kernel中 ftrace 的封装。应用进程需要利用 Android 提供的 Trace 类来使用 Systrace.
关于 Systrace 的官方介绍和使用可以看这里：Systrace

简介

我是用的是RK3399基于android 7.1源码，由于客户现场问题，让现场人员定位，所以主要是用atrace，命令行方式。其他方式大家可以看参考文章Android Systrace，文章写得很全面。

atrace 是Android系统内置的工具，可以帮助我们使用后台方式抓取日志。下面简单介绍一下。

usage: atrace [options] [categories...]
options include:

-a appname enable app-level tracing for a comma separated list of cmdlines 要抓取的app名字
-b N use a trace buffer size of N KB ，使用trace buffer大小，单位KB
-c trace into a circular buffer
-f filename use the categories written in a file as space-separated values in a line
-k fname,... trace the listed kernel functions
-n ignore signals
-s N sleep for N seconds before tracing [default 0] 延时N秒
-t N trace for N seconds [defualt 5] 抓取时长
-z compress the trace dump 压缩方式

下面三个是用于循环抓取
--async_start start circular trace and return immediatly
--async_dump dump the current contents of circular trace buffer
--async_stop stop tracing and dump the current contents of circular
trace buffer
--stream stream trace to stdout as it enters the trace buffer
Note: this can take significant CPU time, and is best
used for measuring things that are not affected by
CPU performance, like pagecache usage.
--list_categories
list the available tracing categories 列出连接设备可用的跟踪类别参数
-o filename write the trace to the specified file instead of stdout. 定向到文件，默认输出stdout

我们看一下当前设备可以跟踪的类别。atrace --list_categories，比较清楚没有必要注释了。

gfx - Graphics
input - Input
view - View System
webview - WebView
wm - Window Manager
am - Activity Manager
sm - Sync Manager
audio - Audio
video - Video
camera - Camera
hal - Hardware Modules
app - Application
res - Resource Loading
dalvik - Dalvik VM
rs - RenderScript
bionic - Bionic C Library
power - Power Management
pm - Package Manager
ss - System Server
database - Database
network - Network
sched - CPU Scheduling
freq - CPU Frequency
idle - CPU Idle
load - CPU Load
memreclaim - Kernel Memory Reclaim
binder_driver - Binder Kernel driver
binder_lock - Binder global lock trace

使用

adb root 避免个别类别需要root权限，

adb shell atrace -z -b 40000 gfx input view wm am webview hal res dalvik rs sched freq idle disk mmc -t 10 > E:\android\sdk\platform-tools\systrace\trace_out

systrace.py --from-file trace_out -o trace.html

将trace文件拖进Chrome浏览器（必须的），可以看到丰富的trace信息了。

文件分析

在进程的上面有一条很细的进度条，包含了该线程的状态：

　　灰色：睡眠。

　　蓝色：可以运行（它可以运行，但还未被调度运行）。

　　绿色：正在运行（调度程序认为它正在运行）。

　　红色：不间断的睡眠（通常发生在内核锁上），指出I / O负载，对于性能问题的调试非常有用

　　橙色：由于I / O负载导致的不间断睡眠。

　　要查看不间断睡眠的原因（可从sched_blocked_reason跟踪点获取），请选择红色不间断睡眠切片。

快捷键使用

按键操作作用

w 放大，[+shift]速度更快

s 缩小，[+shift]速度更快

a 左移，[+shift]速度更快

d 右移，[+shift]速度更快

f 放大当前选定区域

m 标记当前选定区域

v 高亮VSync

g 切换是否显示60hz的网格线

0 恢复trace到初始态，这里是数字0而非字母o

h 切换是否显示详情

/ 搜索关键字

enter　　　　　　显示搜索结果，可通过← →定位搜索结果

` 显示/隐藏脚本控制台

? 显示帮助功能