源码解读腾讯 GT 的性能测试方案

前言

本文将整理腾讯GT各个性能测试项的测试方法，目的是为了帮助移动性能专项测试同学快速过一遍腾讯GT各个性能数据是如何获取的。

一.GT性能测试方案之CPU测试

1.简要流程

初始化cpu的数据
提供了两种方法获取CPU数据 getCpuUsage: 整机的CPU使用水平，主要用于实时刷新GT上的CPU数据。通过读取/proc/stat的数据，将每一个核的cpu使用跟闲置数据提取。使用率永远是增量式计算。计算方法为100*（cpu忙时增量-cpu整体增量），从计算方法来看，可能会导致负数出现。 getProcessCpuUsage：计算进程的CPU使用率，主要通过"/proc/" + pid + "/stat"来计算，在这里回京过一系列计算，拿到进程的CPU时间片

2.代码流程

cpu数据初始化 经过初始化，让CPU整体使用跟进程的CPU占用都为0

public CpuUtils() {
initCpuData();}private void initCpuData() {
pCpu = o_pCpu = 0.0;
aCpu = o_aCpu = 0.0;}

通过不同的调用栈，来监控不同的CPU数据
整体CPU使用率：由于getCpuUsage是通过后台线程不断刷新来实现的，因此，o_cpu/o_idle数据不断在实时更新

RandomAccessFile reader = null;try {reader = new RandomAccessFile("/proc/stat", "r");String load;load = reader.readLine();String[] toks = load.split(" ");double c_idle = Double.parseDouble(toks[5]);double c_cpu = Double.parseDouble(toks[2])
+ Double.parseDouble(toks[3])
+ Double.parseDouble(toks[4])
+ Double.parseDouble(toks[6])
+ Double.parseDouble(toks[8])
+ Double.parseDouble(toks[7]);if (0 != ((c_cpu + c_idle) - (o_cpu + o_idle))) {
// double value = (100.00 * ((c_cpu - o_cpu) ) / ((c_cpu +
// c_idle) - (o_cpu + o_idle)));
usage = DoubleUtils.div((100.00 * ((c_cpu - o_cpu))),
((c_cpu + c_idle) - (o_cpu + o_idle)), 2);
// Log.d("CPU", "usage: " + usage);
if (usage < 0) {
usage = 0;
}
else if (usage > 100)
{
usage = 100;
}
// BigDecimal b = new BigDecimal(Double.toString(value));

// usage = b.setScale(2,
// BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
// Log.d("CPU", "usage: " + usage);}o_cpu = c_cpu;o_idle = c_idle;} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {FileUtil.closeRandomAccessFile(reader);}

进程的CPU使用时间片获取

public String getProcessCpuUsage(int pid) {

String result = "";
String[] result1 = null;
String[] result2 = null;
if (pid >= 0) {

result1 = getProcessCpuAction(pid);
if (null != result1) {
pCpu = Double.parseDouble(result1[1])
+ Double.parseDouble(result1[2]);
}
result2 = getCpuAction();
if (null != result2) {
aCpu = 0.0;
for (int i = 2; i < result2.length; i++) {

aCpu += Double.parseDouble(result2[i]);
}
}
double usage = 0.0;
if ((aCpu - o_aCpu) != 0) {
usage = DoubleUtils.div(((pCpu - o_pCpu) * 100.00),
(aCpu - o_aCpu), 2);
if (usage < 0) {
usage = 0;
}
else if (usage > 100)
{
usage = 100;
}

}
o_pCpu = pCpu;
o_aCpu = aCpu;
result = String.valueOf(usage) + "%";
}
p_jif = pCpu;
return result;}

二.GT性能测试方案之内存测试

1.简要流程

内存测试主要通过handleMessage来触发，根据msg参数来决定任务执行内存数据获取：仅仅简单通过dumpsys meminfo来获取内存数据，然后通过解析来得到pss_Native/naticeHeapSize/naticeAllocated/pss_OtherDev/pss_graphics/pss_gl/pss_UnKnown/pss_total数据
dumpHeap：通过am dumpheap 来获取heap文件
GC：直接kill -10 $pid 来完成GC

2.测试方法

内存数据获取

public static MemInfo getMemInfo(String packageName){
MemInfo result = null;
String resultString = null;
try {
resultString = runCMD("dumpsys meminfo " + packageName);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return MemInfo.EMPTY;
}

if(Env.API < 14)
{
result = parseMemInfoFrom2x(resultString);
}
else if (Env.API < 19)
{
result = parseMemInfoFrom4x(resultString);
}
else
{
result = parseMemInfoFrom44(resultString);
}

return result;}

dumpHeap

private void dumpHeap() {
String pid = String.valueOf(ProcessUtils
.getProcessPID(AUTManager.pkn.toString()));

if (!pid.equals("-1")) {
boolean isSucess = true;
ProcessBuilder pb = null;

String sFolder = Env.S_ROOT_DUMP_FOLDER + AUTManager.pkn.toString() + "/";
File folder = new File(sFolder);
if (!folder.exists())
{
folder.mkdirs();
}

String cmd = "am dumpheap " + pid + " "// 命令
+ Env.S_ROOT_DUMP_FOLDER + AUTManager.pkn.toString() + "/"// 输出路径
+ "dump_" + pid + "_" + GTUtils.getSaveDate() + ".hprof"; // 输出文件名
pb = new ProcessBuilder("su", "-c", cmd);

Process exec = null;

pb.redirectErrorStream(true);
try {
exec = pb.start();

InputStream is = exec.getInputStream();
BufferedReader reader = new BufferedReader(
new InputStreamReader(is));

while ((reader.readLine()) != null) {
isSucess = false;
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
isSucess = false;
}
// 至此命令算是执行成功
if (isSucess)
{
handler.sendEmptyMessage(6);
}

} else {
Log.d("dump error", "pid not found!");
}}

GC

private void gc() {
String pid = String.valueOf(ProcessUtils
.getProcessPID(AUTManager.pkn.toString()));

if (!pid.equals("-1")) {
boolean isSucess = true;
ProcessBuilder pb = null;

String cmd = "kill -10 " + pid;
pb = new ProcessBuilder("su", "-c", cmd);

Process exec = null;

pb.redirectErrorStream(true);
try {
exec = pb.start();

InputStream is = exec.getInputStream();
BufferedReader reader = new BufferedReader(
new InputStreamReader(is));

while ((reader.readLine()) != null) {
isSucess = false;
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
isSucess = false;
}
// 至此命令算是执行成功
if (isSucess)
{
handler.sendEmptyMessage(5);
}

} else {
Log.d("gc error", "pid not found!");
}}

三.GT性能测试方案之内存填充

1.简要流程

内存填充，主要是通过调用系统的malloc来分配内存。内存释放，则是通过系统free来释放。

2. 代码流程

内存分配以及释放的函数

const int BASE_SIZE = 1024*1024; // 1Mint fill(int blockNum){
int memSize = blockNum * BASE_SIZE;
p = (char *)malloc(memSize);
int i;
for (i = 0; i < memSize; i++)
{
p[i] = 0;
}
return 0;}int freeMem(){
free(p);
return 0;}

加载com_tencent_wstt_gt_api_utils_MemFillTool.c，并提供度应对操作接口

public class MemFillTool {

public MemFillTool() {
}

public static MemFillTool instance = null;

public static MemFillTool getInstance() {
if (instance == null) {
System.loadLibrary("mem_fill_tool");
instance = new MemFillTool();
}
return instance;
}

// 填充xxxMB内存
public native int fillMem(int blockNum);

// 释放刚才填充的内存
public native int freeMem();}

四.GT性能测试方案之帧率测试

1.简要流程

FPS数据收集是一个定时任务（4.3后1s一次），通过异步线程中不断获取FPS数据来刷新到前端页面。而广播模式调用，则直接从缓存的field中获取数据即可。
在这里GT获取fps数据，也是通过采用surfaceflinger来获取，但我感觉好像是有问题的。因为，一般surfaceflinger数据获取的命令是

adb shell dumpsys SurfaceFlinger --latency <window name>

，在这里直接定义了把"service call SurfaceFlinger 1013"字符串写到流里，没看明白这个操作跟帧率获取有什么关系。刚去了解了下，

Runtime.getRuntime()

原来执行多条命令时后续只要拿到

process

的

DataOutputStream

对象，继续

writeBytes

就可以保证是在同一个上下文中执行多条命令了。

2.代码流程

判断当前root状态，如果没有root直接返回，避免消耗系统资源

if (! GTFrameUtils.isHasSu()){
return;}

计算一个周期内的帧率数据，由于比较简单（除了在1中surfaceflinger数据存疑外），直接把核心代码发出来

startTime = System.nanoTime();if (testCount == 0) {
try {
lastFrameNum = getFrameNum();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}}int currentFrameNum = 0;try {
currentFrameNum = getFrameNum();} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();}int FPS = currentFrameNum - lastFrameNum;if (realCostTime > 0.0F) {
int fpsResult = (int) (FPS * 1000 / realCostTime);
defaultClient.setOutPara("FPS", fpsResult);}lastFrameNum = currentFrameNum;testCount += 1;

帧率获取的部分也发一下。另外感谢@codeskyblue 的指点，

service call SurfaceFlinger 1013

这个命令是获取系统的总的刷新帧率（返回的是16进制）

public static synchronized int getFrameNum() throws IOException {
String frameNumString = "";
String getFps40 = "service call SurfaceFlinger 1013";

if (process == null)
{
process = Runtime.getRuntime().exec("su");
os = new DataOutputStream(process.getOutputStream());
ir = new BufferedReader(
new InputStreamReader(process.getInputStream()));
}

os.writeBytes(getFps40 + "\n");
os.flush();

String str = "";
int index1 = 0;
int index2 = 0;
while ((str = ir.readLine()) != null) {
if (str.indexOf("(") != -1) {
index1 = str.indexOf("(");
index2 = str.indexOf("  ");

frameNumString = str.substring(index1 + 1, index2);
break;
}
}

int frameNum;
if (!frameNumString.equals("")) {
frameNum = Integer.parseInt(frameNumString, 16);
} else {
frameNum = 0;
}
return frameNum;}

五.GT性能测试方案之流畅度测试

1.简要流程

腾讯的流畅度测试比较简单粗暴，测试方式是通过初始化choreographer日志级别，生成Choreographer日志来得到当前操作的丢帧。通过一系列计算后来计算流畅度。

2.测试方法

执行

setprop debug.choreographer.skipwarning 1

View.OnClickListener button_write_property = new View.OnClickListener() {

@Override
public void onClick(View v) {
String cmd = "setprop debug.choreographer.skipwarning 1";
ProcessBuilder execBuilder = new ProcessBuilder("su", "-c", cmd);
execBuilder.redirectErrorStream(true);
try {
execBuilder.start();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
};

执行

getprop debug.choreographer.skipwarning

判断，为1则可以进行测试

View.OnClickListener button_check_status = new View.OnClickListener() {

@Override
public void onClick(View v) {
String cmd = "getprop debug.choreographer.skipwarning";
ProcessBuilder execBuilder = new ProcessBuilder("sh", "-c", cmd);
execBuilder.redirectErrorStream(true);
try {
TextView textview = (TextView) findViewById(R.id.textviewInformation);
Process p = execBuilder.start();
InputStream is = p.getInputStream();
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
Boolean flag = false;
String line;
while ((line = br.readLine()) != null) {
if (line.compareTo("1") == 0) {
flag = true;
break;
}
}

if (flag) {
textview.setText("OK");
} else {
textview.setText("NOT OK");
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
};

执行

adb logcat -v time -s Choreographer:I *:S

过滤获取当前pid丢帧值

protected void onHandleIntent(Intent intent) {
try {

String str = intent.getStringExtra("pid");
int pid = Integer.parseInt(str);

List<String> args = new ArrayList<String>(Arrays.asList("logcat", "-v", "time", "Choreographer:I", "*:S"));

dumpLogcatProcess = RuntimeHelper.exec(args);
reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(dumpLogcatProcess.getInputStream()), 8192);

String line;

while ((line = reader.readLine()) != null && !killed) {

// filter "The application may be doing too much work on its main thread."
if (!line.contains("uch work on its main t")) {
continue;
}
int pID = LogLine.newLogLine(line, false).getProcessId();
if (pID != pid){
continue;
}

line = line.substring(50, line.length() - 71);
Integer value = Integer.parseInt(line.trim());

SMServiceHelper.getInstance().dataQueue.offer(value);
}
} catch (IOException e) {
Log.e(TAG, e.toString() + "unexpected exception");
} finally {
killProcess();
}
}

数据处理得到sm值 腾讯这边的处理方案是：当丢帧<60时，流畅度SM =60-frame； 当丢帧frame>60时，流畅度SM = 60-frame%60。不过这种处理方式是有问题的。在这里要先说下流畅度计算的原理：VSync机制可以通过其Loop来了解当前App最高绘制能力，固定每隔16.6ms执行一次，这样最高的刷新的帧率就控制在60FPS以内，Choreographer日志可以打印当前丢帧数，因此通过计算，得到当前APP的流畅度。
而计算这样来计算可能会更加准确（个人看法，欢迎讨论）： SM= 60-丢帧frame/每两行同一线程的丢帧时间差（单位：s），如果只关心UI线程，那就只需要统计UI线程即可。

while (true) {
if (pause) {
break;
}
int x = count.getAndSet(0);
// 卡顿大于60时，要将之前几次SM计数做修正
if (x > 60) {
int n = x / 60;
int v = x % 60;
TagTimeEntry tte = OpPerfBridge.getProfilerData(key);
int len = tte.getRecordSize();
// 补偿参数
int p = n;
//Math.min(len, n);
/*
* n > len是刚启动测试的情况，日志中的亡灵作祟，这种情况不做补偿;
* 并且本次也记为60。本逻辑在两次测试间会清理数据的情况生效。
*/
if (n > len) {
globalClient.setOutPara(key, 60);//          globalClient.setOutPara(SFKey, 0);
} else {
for (int i = 0; i < p; i++) {
TimeEntry te = tte.getRecord(len - 1 - i);
te.reduce = 0;
}
globalClient.setOutPara(key, v);//      globalClient.setOutPara(SFKey, 60 - v);
}
} else {
int sm = 60 - x;
globalClient.setOutPara(key, sm);//      globalClient.setOutPara(SFKey, x);
}

六.GT性能测试方案之流量测试

1.简要流程

流量测试有三种方案，默认采用方案1通过读取

"/proc/uid_stat/" + uid + "/tcp_snd"

获取发送跟接收流量
直接调用android的

api：TrafficStats.getUidTxBytes(uid)

来获取流量数据（该方法号称是获取到指定 uid 发送流量的总和，但实测情况是只有 tcp 层的流量）
第三种方案居然空在那里，那实际上只有两种方案

2.代码流程

初始化流量

public void initProcessNetValue(String pName) {

p_t_base = getOutOctets(pName);
p_r_base = getInOctets(pName);

p_t_add = 0;
p_r_add = 0;}

其中getOutOctets/getInOctets具体对应什么方法，需要看设备是不是支持uid流量数据获取获取增加的流量

public String getProcessNetValue(String pName) {
StringBuffer sb = new StringBuffer();

java.text.DecimalFormat df = new java.text.DecimalFormat("#.##");
p_t_cur = getOutOctets(pName);
p_r_cur = getInOctets(pName);
p_t_add = (p_t_cur - p_t_base) / B2K;
p_r_add = (p_r_cur - p_r_base) / B2K;

sb.append("t");
sb.append(df.format(p_t_add));
sb.append("KB|r");
sb.append(df.format(p_r_add));
sb.append("KB");

return sb.toString();}

矫正处理

// modify on 20120616 过滤有的手机进程流量偶尔输出负数的情况if ((nowT != lastT || nowR != lastR) && nowT >= 0 && nowR >= 0) {
OpPerfBridge.addHistory(op, value, new long[]{(long) nowT, (long) nowR});}return value;

七.GT性能测试方案之电量测试

1.简单流程

关注指标:
电量测试关注的指标有四个: 电流，电压，电量跟温度。
数据获取方式:
通过

ReadPowerTimerTask

任务去set关注的电量指标，当update方法调用时，才把数据set进去。电量数据调用的系统命令

/sys/class/power_supply/battery/uevent

具体流程:
接收

"com.tencent.wstt.gt.plugin.battery.startTest"

广播后，update各个指标
注册跟设置出参，并设置刷新频率跟初始化屏幕电量
开启定时任务

ReadPowerTimerTask

，这个任务的作用就是去获取

/sys/class/power_supply/battery/uevent

下的电量数据并解析，最后设置出参。刷新频率默认是250ms一次
最后stop时，销毁异步定时任务

2.代码流程

整个生命周期如下，当

BATTERY_START_TEST

行为被捕获时，开始执行电量测试

String action = intent.getAction();if (action == null) return;if (action.equals(BATTERY_START_TEST)) {
int refreshRate = intent.getIntExtra("refreshRate", 250);
int brightness = intent.getIntExtra("brightness", 100);

boolean updateI = intent.getBooleanExtra("I", true);
GTBatteryEngine.getInstance().updateI(updateI);

boolean updateU = intent.getBooleanExtra("U", false);
GTBatteryEngine.getInstance().updateU(updateU);

boolean updateT = intent.getBooleanExtra("T", false);
GTBatteryEngine.getInstance().updateT(updateT);

boolean updateP = intent.getBooleanExtra("P", false);
GTBatteryEngine.getInstance().updateP(updateP);

GTBatteryEngine.getInstance().doStart(refreshRate, brightness);} else if (action.equals(BATTERY_END_TEST)) {
GTBatteryEngine.getInstance().doStop();}

update操作很简单，只是注册跟set出参

public void updateI(boolean isChecked){
if (isChecked)
{
globalClient.registerOutPara(GTBatteryEngine.OPI, "I");
globalClient.setOutparaMonitor(GTBatteryEngine.OPI, true);
}
else
{
globalClient.unregisterOutPara(GTBatteryEngine.OPI);
}
state_cb_I = isChecked;
GTPref.getGTPref().edit().putBoolean(GTBatteryEngine.KEY_I, isChecked).commit();

for (BatteryPluginListener listener : listeners)
{
listener.onUpdateI(isChecked);
}}

初始化操作略过，这里展示异步任务，处理流程直接看下面的关键代码即可，方法在

GTBatteryEngine.java

中

timer = new Timer(true);timer.schedule(new ReadPowerTimerTask(), refreshRate, refreshRate);@Overridepublic void run() {

BufferedReader br = null;
try {
FileReader fr = new FileReader(f);
br = new BufferedReader(fr);
String line = "";
while((line = br.readLine()) != null){

int found = 0;
if (line.startsWith("POWER_SUPPLY_VOLTAGE_NOW="))
{
U = line.substring(line.lastIndexOf("=") + 1);
// since 2.1.1 从μV转成mV
long volt = Long.parseLong(U) / 1000;
globalClient.setOutPara(OPU, volt + "mV");

OutPara op = globalClient.getOutPara(OPU);
if (null != op)
{
OpPerfBridge.addHistory(op, U, volt);
}

found++;
}
if (line.startsWith("POWER_SUPPLY_CURRENT_NOW="))
{
I = line.substring(line.lastIndexOf("=") + 1);
// since 2.1.1 从μA转成mA since 2.2.4 华为本身就是mA
long current = Long.parseLong(I);
if (isHuawei)
{
current = -current;
}
else if (isLGg3)
{
current = current >> 1; // 经验值估算LG g3的数据除以2后比较接近真实
}
else
{
current = current / 1000;
}
globalClient.setOutPara(OPI, current + "mA");

OutPara op = globalClient.getOutPara(OPI);
if (null != op)
{
OpPerfBridge.addHistory(op, I, current);
}

found++;
}
if (line.startsWith("POWER_SUPPLY_CAPACITY="))
{
String lastBattery = POW;
POW =  line.substring(line.lastIndexOf("=") + 1);
if (! lastBattery.equals(POW)) // 电池百分比变化了
{
if (startBattry != -1)
{
lastBatteryChangeTime = (System.currentTimeMillis() - startBattry)/1000 + "s";
String tempValue = POW + "% | -1% time:" + lastBatteryChangeTime;
globalClient.setOutPara(OPPow, tempValue);
GTLog.logI(LOG_TAG, tempValue);
// 将电量加入历史记录
OutPara op = globalClient.getOutPara(OPPow);
if (null != op)
{
OpPerfBridge.addHistory(op, tempValue, Long.parseLong(POW));
}
}

startBattry = System.currentTimeMillis();
}

globalClient.setOutPara(OPPow, POW + "% | -1% time:" + lastBatteryChangeTime);
found++;
}
if (line.startsWith("POWER_SUPPLY_TEMP="))
{
TEMP = line.substring(line.lastIndexOf("=") + 1);
int iTemp = Integer.parseInt(TEMP);
iTemp = iTemp/10;
if (iTemp > -273)
{
TEMP = iTemp + "℃";
}

globalClient.setOutPara(OPTemp, TEMP);

OutPara op = globalClient.getOutPara(OPTemp);
if (null != op && iTemp != INT_TEMP)
{
OpPerfBridge.addHistory(op, TEMP, iTemp);
GTLog.logI(LOG_TAG, TEMP);
INT_TEMP = iTemp;
}

found++;
}
if (found >= 4)
{
return;
}

}
} catch (Exception e) {
doStop();
}
finally
{
FileUtil.closeReader(br);
}}