1. perfettor基础

1.1 介绍

可以将Perfetto理解为systrace的升级版，用在更新的平台、新图表展示更多的信息。它可帮助开发者收集 Android 关键子系统（如SurfaceFlinger/SystemServer/Input/Display 等 Framework 部分关键模块、服务，View系统等）的运行信息，从而帮助开发者更直观的分析系统瓶颈，改进性能。

1.2 使用

基本流程

• 手机准备好你要进行抓取的界面
• 点击开始抓取(命令行的话就是开始执行命令)
• 手机上开始操作(不要太长时间，文件太大会很卡，而且不好定位问题)
• 设定好的时间到了之后，会将生成 xxxtrace.html 文件，使用如下网站打开Perfetto UI

1.3 抓取

1. 命令行

   @echo *****[ start ]*****
   
   adb wait-for-device
   adb root && adb remount
   @echo *****[ wait for adb root success！！！ ]*****
   
   
   @echo *****[ start perfetto!!]*****
   adb shell perfetto -o /data/misc/perfetto-traces/trace_file.perfetto-trace -t 10s sched freq idle am wm gfx view binder_driver hal dalvik camera input res memory
   
   adb pull /data/misc/perfetto-traces/trace_file.perfetto-trace
   
   @echo *****[ perfetto success!! ]*****
   
   pause
   

   1. -o : 指示输出文件的路径和名字
   2. -t : 抓取时间(最新版本可以不用指定, 按 Enter 即可结束)
   3. -b : 指定 buffer 大小 (一般情况下,默认的 Buffer 是够用的,如果你要抓很长的 Trae , 那么建议调大 Buffer )
   4. -a : 指定 app 包名 (如果要 Debug 自定义的 Trace 点, 记得要加这个)

2. atrace命令

   • 抓取atrace命令
     adb shell atrace -z -b 40000 am wm view res ss gfx view halbionic pm sched freq idle disk load sync binder_driver binder_lock memreclaim dalvik input -t 10 > /data/local/tmp/trace_output.atrace
   • pull导出trace文件
     adb pull /data/local/tmp/trace_output.atrace

3. systrace脚本

   1. 配置python环境
   2. 解压systrace.zip
   3. 进入到解压后的systrace目录下，此时该目录下可以找到systrace.py文件，执行如下命令

   python systrace.py am wm view res ss gfx rs hal bionic pm sched freq idle disk binder_driver binder_lock memreclaim dalvik input database -t 10 -o tracelog\systrace.html

   在systrace目录下的tracelog目录中查找生成的systrace.html文件。

4. 通过手机里的System Tracing抓取

   1. 设置——系统——开发者选项——系统跟踪（不同软件可能路径不太一样）中设置需要录制的类别（Categories）、缓冲区大小（Buffer Size）
   2. 打开【录制跟踪记录】（Record trace）开始录制
   3. 弹出通知后即可开始复现问题或是进行特定操作
   4. 完成以后点击通知栏中的【点按即可停止跟踪】（Tap to stop tracing）即可停止并保存
   5. 测试前，点击下拉状态栏中Record trace图标开始抓取perfetto-trace，然后开始测试。
   6. 完成测试后，点击“下拉状态栏中的Record trace图标”或者“下拉状态栏中的正在抓取的通知”停止systrace的抓取。
   7. 弹出“trace saved”的通知后，可在手机目录/data/local/traces中获取抓取的perfetto-trace文件。
   8. 通过命令adb pull /data/local/traces将对应的systrace保存到本地。

1.4 线程状态

1.4.1 绿色：运行中

只有在该状态的线程才可能在 cpu 上运行。而同一时刻可能有多个线程处于可执行状态，这些线程的 task_struct 结构被放入对应 cpu 的可执行队列中（一个线程最多只能出现在一个 cpu 的可执行队列中）。调度器的任务就是从各个 cpu 的可执行队列中分别选择一个线程在该cpu 上运行

作用：我们经常会查看 Running 状态的线程，查看其运行的时间，与竞品做对比，分析快或者慢的原因：

1. 是否频率不够？

2. 是否跑在了小核上？

3. 是否频繁在 Running 和 Runnable 之间切换？为什么？

4. 是否频繁在 Running 和 Sleep 之间切换？为什么？

5. 是否跑在了不该跑的核上面？比如不重要的线程占用了超大核

   

1.4.2蓝色：可运行

线程可以运行但当前没有安排，在等待 cpu 调度

作用：Runnable 状态的线程状态持续时间越长，则表示 cpu 的调度越忙，没有及时处理到这个任务：

1. 是否后台有太多的任务在跑？
2. 没有及时处理是因为频率太低？
3. 没有及时处理是因为被限制到某个 cpuset 里面，但是 cpu 很满？
4. 此时 Running 的任务是什么？为什么？

1.4.3 白色：休眠中

线程没有工作要做，可能是因为线程在互斥锁上被阻塞，也可能等待某个线程返回，可以看是被谁唤醒，去查看是等待哪个线程。

作用 ： 这里一般是在等事件驱动

1.4.4 橘色：不可中断的睡眠态 （Uninterruptible Sleep - IO Block）

线程在I / O上被阻塞或等待磁盘操作完成，一般底线都会标识出此时的 callsite ：wait_on_page_locked_killable

作用：这个一般是标示 io 操作慢，如果有大量的橘色不可中断的睡眠态出现，那么一般是由于进入了低内存状态，申请内存的时候触发 pageFault, linux 系统的 page cache 链表中有时会出现一些还没准备好的 page(即还没把磁盘中的内容完全地读出来) , 而正好此时用户在访问这个 page 时就会出现 wait_on_page_locked_killable 阻塞了. 只有系统当 io 操作很繁忙时, 每笔的 io 操作都需要等待排队时, 极其容易出现且阻塞的时间往往会比较长.

1.4.5 棕色：不可中断的睡眠态 Uninterruptible Sleep (non-IO)

线程在另一个内核操作（通常是内存管理）上被阻塞。

作用：一般是陷入了内核态，有些情况下是正常的，有些情况下是不正常的，需要按照具体的情况去分析

1.5 任务唤醒信息分析

Perfetto 会标识出一个非常有用的信息，可以帮助我们进行线程调用等待相关的分析。

一个线程被唤醒的信息往往比较重要，知道他被谁唤醒，那么我们也就知道了他们之间的调用等待关系，如果一个线程出现一段比较长的 sleep 情况，然后被唤醒，那么我们就可以去看是谁唤醒了这个线程，对应的就可以查看唤醒者的信息，看看为什么唤醒者这么晚才唤醒。

一个常见的情况是：应用主线程程使用 Binder 与 SystemServer 的 AMS 进行通信，但是恰好 AMS 的这个函数正在等待锁释放（或者这个函数本身执行时间很长），那么应用主线程就需要等待比较长的时间，那么就会出现性能问题，比如响应慢或者卡顿，这就是为什么后台有大量的进程在运行，或者跑完 Monkey 之后，整机性能会下降的一个主要原因

另外一个场景的情况是：应用主线程在等待此应用的其他线程执行的结果，这时候线程唤醒信息就可以用来分析主线程到底被哪个线程 Block 住了，如下场景：

我们可以看到这段slepping状态这段时间，我们可以点击后面段Runnig状态，查看它运行在哪个CPU上，点击后可以看到是哪个线程唤醒它的，就可以看是否有异常情况了。

1.6 信息区数据解析

1.6.1 cpu架构

手机 CPU 按照核心数和架构来说，可以分为下面三类：

1. 非大小核架构（正常所以核一样）
2. 大小核架构（正常0-3小核，4-7大核）
3. 大中小核架构（正常0-3小核，4-6中核，7超大核）

1.6.2 CPU Info信息

Pefetto 中CPU Info信息一般在最上面，里面经常会用到的信息包括：

1. CPU 频率变化情况
2. 任务执行情况
3. 大小核的调度情况
4. CPU Boost 调度情况

总的来说，Systrace 中的 Kernel CPU Info 这里一般是看任务调度信息，查看是否是频率或者调度导致当前任务出现性能问题，举例如下：

1. 某个场景的任务执行比较慢，我们就可以查看是不是这个任务被调度到了小核？
2. 某个场景的任务执行比较慢，当前执行这个任务的 CPU 频率是不是不够？
3. 我的任务比较特殊，能不能把我这个任务放到大核去跑？
4. 我这个场景对 CPU 要求很高，我能不能要求在我这个场景运行的时候，限制 CPU 最低频率？

1.6.3 Current Selection信息解析

1.6.4 cpu by thread

1.7 快捷键

快捷键的使用可以加快查看 Perfetto 的速度,下面是一些常用的快捷键

W : 放大 Perfetto , 放大可以更好地看清局部细节
S : 缩小 Perfetto, 缩小以查看整体
A : 左移
D : 右移
M : 选中该时间段的范围，方便上下查看

用pefetto自带的搜索框需要4个字符以上，搜出来的数据会比较详细，可以配合Ctrl+F一起使用，有时候Ctrl+F搜索不到的数据，需要自带的Search搜索

1.8 何为刷新率

60 fps 的意思是说，画面每秒更新60次，是针对软件的
这60次更新，是要均匀更新的，不是说一会快，一会慢，那样视觉上也会觉得不流畅
每秒60次，也就是 1/60 ~= 16.67 ms 要更新一次
这里说的屏幕的刷新率，是针对硬件的，现在大部分手机屏幕的刷新率，都维持在60 HZ，移动设备上一般使用60HZ，是因为移动设备对于功耗的要求更高，提高手机屏幕的刷新率，对于手机来说，逻辑功耗会随着频率的增加而线性增大，同时更高的刷新率，意味着更短的TFT数据写入时间，对屏幕设计来说难度更大。

2主线程与渲染线程

2.1 主线程创建

2.2 渲染线程创建与发展

2.3 游戏主线程和渲染线程

3 surfaceflinger

4 Choreographer

5 SystemServer