性能问题分析的维度

https://source.android.com/docs/core/tests/debug/eval_perf?hl=zh-cn

容量和抖动

在考虑设备性能时,容量和抖动是两项重要指标。

容量

容量是设备在一段时间内拥有的某种资源的总量。这种资源可以是 CPU 资源、GPU 资源、I/O 资源、网络资源、存储设备带宽或其他类似指标。在检查整个系统的性能时,抽取各个组件并假设单项指标决定着性能会很有用;尤其是调优新设备时,因为在新设备上运行的工作负载很可能是固定的。

系统的容量因在线计算资源而异。更改 CPU/GPU 频率是改变容量的主要方式,但也有其他方式,如更改在线 CPU 核心数。相应地,系统的容量与耗电量相对应,更改容量一定会导致耗电量出现类似的变化。

特定时间内所需的容量在绝大多数情况下取决于正在运行的应用。因此,平台几乎不能调整特定工作负载所需的容量,调整所用的方式也仅限于运行时改进(Android 框架、ART、Bionic、GPU 编译器/驱动程序、内核)。

抖动

虽然工作负载所需的容量很容易看出来,但是抖动却是一个比较模糊的概念。有关抖动会妨碍系统快速运行的详细介绍,请参阅 THE CASE OF THE MISSING SUPERCOMPUTER PERFORMANCE: ACHIEVING OPTIMAL PERFORMANCE ON THE 8,192 PROCESSORS OF ASCl Q。(这是一项针对 ASCI Q 超级计算机为何达不到预期性能的调查,同时详细介绍了如何优化大型系统。)

本页使用“抖动”一词来描述 ASCI Q 论文中提到的噪点。抖动是一种随机的系统行为,会阻止可察觉任务的运行。通常是必须运行的任务,但可能对在任一特定时间运行没有严格的定时要求。因为抖动具有随机性,所以很难证明某一特定工作负载不存在抖动,也很难证明某已知抖动源是导致某个特定性能问题的原因。诊断抖动原因最常用的工具(如跟踪或日志记录)可能会引入它们自己的抖动。

在实际的 Android 实现中遇到的抖动源包括:

调度程序延迟

中断处理程序

驱动程序代码在抢占或中断被停用的情况下运行时间过长

运行时间较长的软中断

锁争用(应用、框架、内核驱动程序、Binder 锁、mmap 锁)

文件描述符争用,低优先级的线程持有某个文件的锁,以防止高优先级线程运行

在可能会延迟的工作队列中运行界面关键型代码

CPU 空闲转换

记录

I/O 延迟

创建不必要的进程(如 CONNECTIVITY_CHANGE 广播)

可用内存不足所导致的页面缓存抖动


内存消耗

一直以来,人们都将性能不佳归因于内存消耗。虽然消耗本身不是性能问题,但是它可能会通过 lowmemorykiller 开销、服务重启和页面缓存颠簸引起抖动。减少内存消耗可以避免导致性能不佳的直接原因,但是还有其他可避免这些原因的具有针对性的改进(如固定框架以防止在不久之后进行的分页过程中将其分出)。

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