如何评估Android应用程序的帧率

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在android的开发中，我们不时需要客观的测量和评估android应用程序的帧率。这篇文章我打算分享下这几天我在这方面的尝试：

1） fps meter

这个软件是我使用最早的，但是对手机的要求很高。第一是root，root完毕也不是每个手机上都能很好的工作。现在小米的MIUI对于root这件事是越来越不大方了，所以也更加添加了使用的难度。

root成本高昂，root完毕仍然不一定适用于所有的手机。所以只能忽略之。

2) dumpsys

dumpsys是android系统提供的用于dump系统服务的状态信息的命令行工具。

给它提供gfxinfo参数时，它能在Logcat输出中给出UI相关的性能数据。但是M以前版本的android自带的dumpsys工具只能给出120帧的时序信息。且需要手动合并时间值。

例如systemui模块的UI方面的信息如下：

** Graphics info for pid 1269 [com.android.systemui] **
Recent DisplayList operations
DrawRenderNode
DrawRenderNode
DrawRenderNode
DrawRenderNode
DrawRenderNode
DrawRenderNode
DrawRenderNode
RestoreToCount
multiDraw
DrawText
DrawRect
DrawBitmap
DrawColor
DrawLayer
multiDraw
  DrawText
multiDraw
  DrawText
multiDraw
  DrawText
DrawBitmap
DrawBitmap
DrawRect
DrawRect
multiDraw
  DrawBitmap
DrawBitmap
DrawBitmap
DrawBitmap
DrawBitmap
DrawBitmap
DrawShadow
DrawRoundRect
DrawBitmap
DrawBitmap
DrawBitmap
multiDraw
  DrawText
multiDraw
  DrawText
DrawShadow
DrawRoundRect
DrawBitmap
DrawBitmap
DrawBitmap
DrawBitmap
DrawBitmap
DrawBitmap
multiDraw
  DrawText
Caches:
Current memory usage / total memory usage (bytes):
  TextureCache         20874472 / 75497472
  LayerCache            9633792 / 50331648 (numLayers = 4)
  Garbage layers              0
  Active layers               0
  RenderBufferCache     2019328 /  8388608
  GradientCache               0 /  1048576
  PathCache              631960 / 33554432
  TessellationCache      219536 /  1048576
  TextDropShadowCache   6289840 /  6291456
  PatchCache              14272 /   131072
  AssetAtlas           15745024 bytes ( 15.02 MB )
  FontRenderer 0 A8     5242880 /  5242880
  FontRenderer 0 RGBA   4194304 /  4194304
  FontRenderer 0 total  9437184 /  9437184
Other:
  FboCache                    9 /       16
Total memory usage:
  49120384 bytes, 46.84 MB
Profile data in ms:
StatusBar/android.view.ViewRootImpl@647809c (visibility=0)
Draw Prepare Process Execute
0.61 0.19 6.45 1.72
0.59 0.25 6.14 1.19
0.89 0.23 5.95 1.32
0.78 0.28 7.68 1.48
3.48 0.22 5.72 1.43
0.61 0.17 5.90 1.18
0.61 0.19 5.48 1.17
0.67 0.19 5.58 1.17
0.50 0.19 5.58 1.19
0.60 0.21 5.06 1.13
0.79 0.27 8.64 1.77
0.81 0.25 6.46 1.46
0.81 0.19 5.51 1.19
0.95 0.30 8.34 2.36
0.79 0.27 6.59 1.76
1.25 0.23 6.41 1.20
2.13 0.31 2.12 1.25
0.64 0.22 5.66 1.29
0.61 0.21 5.56 1.21
0.68 0.16 5.58 1.24
0.83 0.27 6.95 1.54
0.61 0.19 5.77 1.22
0.67 0.22 5.49 1.17
1.12 0.24 8.62 1.74
21.00 7.25 35.60 23.48
Heads Up/android.view.ViewRootImpl@17c714d0 (visibility=8)
Draw Prepare Process Execute
View hierarchy:
  StatusBar/android.view.ViewRootImpl@647809c
  691 views, 1095.36 kB of display lists
  Heads Up/android.view.ViewRootImpl@17c714d0
  63 views, 93.02 kB of display lists
Total ViewRootImpl: 2
Total Views:        754
Total DisplayList:  1188.38 kB

这些数据采样的时间太短，且需要进一步的加总才能可视化。所以不是很方便。

Google似乎也意识到了这一点，在M Preview中他们支持了累计的帧率数据：

Stats since: 752958278148ns
Total frames rendered: 82189
Janky frames: 35335 (42.99%)
90th percentile: 34ms
95th percentile: 42ms
99th percentile: 69ms
Number Missed Vsync: 4706
Number High input latency: 142
Number Slow UI thread: 17270
Number Slow bitmap uploads: 1542
Number Slow draw: 23342

但是适用面太窄了，只能在android M中使用。

3) GameBench

这个工具目前来看用起来很方面，且直接给出了可视化结果，非常人性化且可靠。上个截图：

GameBench

使用步骤：

  1. 下载gamebench-3.2.2p.apk并安装到 Android 手机上
  2. 下载GameBench-Installer_v4.0.jar并通过
    java -jar GameBench-Installer_v4.0.jar

在PC上运行设置过程（注意：需要使用jdk8，不然jar包会报错），直到出现以下成功界面：
GameBench PC 设置

  1. 在 android 上运行 GameBench app，并在其中运行待评估的目标应用，运行一段时间后得到如下结果：

GameBench 结果