Android 系统性能定位工具 systrace_adb systrace

        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

参考文章：

         Android Systrace

        Android：通过systrace进行性能分析