StrictMode ——Android性能调优的利器「建议收藏」

StrictMode ——Android性能调优的利器「建议收藏」性能无外乎就是CPU密集型或I/O密集型两种。StrictMode是一个开发者工具,常用于捕获在应用主线程中发生的磁盘I/O异常、网络访问异常等问题。StrictMode具体能检测什么呢StrictMode主要检测两大问题:线程策略(TreadPolicy)和VM策略(VmPolicy)。ThreadPolicy线程策略:自定义的耗时调用使用detectCustomSlowCalls...

性能无外乎就是CPU密集型或I/O密集型两种。

StrictMode是一个开发者工具,常用于捕获在应用主线程中发生的磁盘I/O、网络访问违例等问题。

StrictMode具体能检测什么呢

StrictMode主要检测两大问题:线程策略(TreadPolicy)和VM策略(VmPolicy)。

ThreadPolicy线程策略:

  1. 自定义的耗时调用,使用detectCustomSlowCalls()开启;
  2. 磁盘读取操作,使用detectDiskReads()开启;
  3. 磁盘写入操作,使用detectDiskWrites()开启;
  4. 网络操作,使用detectNetwork()开启。

VmPolicy虚拟机策略:

  1. Activity泄漏,使用detectActivityLeaks()开启;
  2. 未关闭的Closable对象泄漏,使用detectLeakedClosableObjects()开启;
  3. 泄漏的Sqlite对象,使用detectLeakedSqlLiteObjects()开启;
  4. 检测实例数量,使用setClassInstanceLimit()开启。

如何使用呢?

可以在应用的Application、Activity或者其他应用组件的onCreate方法中加入检测代码,如:

  public void onCreate() { 
   
        if (DEVELOPER_MODE) { 
   
            StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy.Builder()
                    .detectDiskReads()
                    .detectDiskWrites()
                    .detectNetwork()   // or .detectAll() for all detectable problems
                    .penaltyLog()
                    .build());
            StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder()
                    .detectLeakedSqlLiteObjects()
                    .detectLeakedClosableObjects()
                    .penaltyLog()
                    .penaltyDeath()
                    .build());
        }
        super.onCreate();
  }
只听到从架构师办公室传来架构君的声音:
纵有健妇把锄犁,禾生陇亩无东西。有谁来对上联或下联?

如果观测结果呢?

StrictMode有多种报告违例的形式,但要分析具体违例情况,还是需要查看日志。我们在此介绍两种方式,一种是在android studio IDE的logcat里查看:
在这里插入图片描述
另一种是在终端下,过滤StrictMode得到违例的具体stacktrace信息(手机要打开调试用的app),然后打开命令终端,使用adb命令来查看:

此代码由Java架构师必看网-架构君整理
~$ adb logcat | grep StrictMode

在这里插入图片描述

如果发现有违例的行为,可以通过使用线程(threads)、Handler、AsyncTask、IntentService等帮助解决。提供一下些常用的措施:

  • 假如在主线程中进行文件读写出现了违例,可用工作线程(另外开辟子线程)来解决,必要时还可以结合Handler一起来解决。
  • SharedPreferences的写入操作,在API 9以上应该优先使用apply而非commit。
  • 如果是存在未关闭的Closable对象(如有些流OutputStream,在出现异常时,未来得及关闭),根据对应的stacktrace进行关闭。
  • 如果是SQLite对象泄漏,根据对应的stacktrace进行释放。

接下来我们来举个在主线程中的文件写入,引起违例警告的例子:

1.首先Activity的onCreate方法中加上检测代码:
注:以下的代码启用全部的ThreadPolicy和VmPolicy违例检测

 
StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy.Builder().detectAll().penaltyLog().build());
StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder().detectAll().penaltyLog().build());

2.这是引起违例的代码:

此代码由Java架构师必看网-架构君整理
public void writeToExternalStorageInMainThread() { File externalStorage = Environment.getExternalStorageDirectory(); File destFile = new File(externalStorage, "hello.txt"); try { OutputStream output = new FileOutputStream(destFile, true); output.write("I am testing io".getBytes()); output.flush(); output.close(); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } }

3.运行app,观察logcat的输出,下面是部分截图:
在这里插入图片描述

logcat已告诉我们出现了违例和出现的位置。

4.解决这个违例
修改一下writeToExternalStorageInMainThread方法,将引起违例的代码都放在一个工作线程中去执行,如下所示:

    public void writeToExternalStorageInMainThread() { 
   


        new Thread(new Runnable() { 
   
            @Override
            public void run() { 
   
                File externalStorage = Environment.getExternalStorageDirectory();
                File destFile = new File(externalStorage, "hello.txt");
                OutputStream output = null;
                try { 
   
                    output = new FileOutputStream(destFile, true);
                    output.write("I am testing io".getBytes());
                    output.flush();
                    output.close();
                } catch (FileNotFoundException e) { 
   
                    e.printStackTrace();
                } catch (IOException e) { 
   
                    e.printStackTrace();
                }finally { 
   
                    if(output != null){ 
   
                        try { 
   
                            output.close();
                        } catch (IOException e) { 
   
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }
        }).start();


    }

demo示例

检测内存泄漏

通常情况下,检测内存泄漏,我们会使用MAT(Eclipse Memory Analyzer)工具对heap dump 文件进行分析。但是使用StrictMode,只需要过滤日志就能发现内存泄漏,更快捷方便。

1.首先,需要开启对检测Activity泄漏的违例检测,可以使用detectAll或者detectActivityLeaks():

StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder().detectActivityLeaks().penaltyLog().build());

2.写一段能够产生Activity泄漏的代码

public class LeakActivity extends AppCompatActivity { 
   

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
   
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_leak);
        if(MyApplication.IS_DEBUG){ 
   
            MyApplication.sLeakyActivities.add(this);
        }
    }
}

3.MyApplication中关于sLeakyActivities的部分实现

public class MyApplication extends Application { 
   


    public static final boolean IS_DEBUG = true;
    public static ArrayList<Activity> sLeakyActivities = new ArrayList<Activity>();

    @Override
    public void onCreate() { 
   
        StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder().detectActivityLeaks().penaltyLog().build());
        super.onCreate();
    }
}

4.引发内存泄漏的操作:
通过不断从MainActivity打开LeakActivity,再返回,再打开,如此反复操作,引发内存泄漏,下面是MainActivity的代码:


public class MainActivity extends AppCompatActivity { 
   

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
   
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        TextView textView = (TextView)findViewById(R.id.tv);
        textView.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { 
   
            @Override
            public void onClick(View v) { 
   
                startActivity(new Intent(MainActivity.this,LeakActivity.class));
            }
        });
    }
}

5.当我们反复进入LeakyActivity再退出,在Logcat中过滤StrictMode就会得到这样的日志:

2019-04-04 19:49:43.502 32708-32708/com.wong.appmemoryleakydemo E/StrictMode: class com.wong.appmemoryleakydemo.LeakActivity; instances=7; limit=1
   android.os.StrictMode$InstanceCountViolation: class com.wong.appmemoryleakydemo.LeakActivity; instances=7; limit=1
       at android.os.StrictMode.setClassInstanceLimit(StrictMode.java:1)

分析日志:LeakyActivity本应该只存在一个实例的,但现在存在了7个,说明LeakyActivity发生了内存泄漏。

检测内存泄漏demo

自定义检测类的实例泄漏

我们还可以通过StrictMode自定义检测类的实例泄漏。从API 11 开始,系统提供的这个方法setClassInstanceLimit可以实现我们的需求。比如说有个类叫SingleAction.class,我们认为在运行时,它应该只有一个实例,如果多一个,我们就可以认为发生了内存泄漏:
1.开启违例检测,如下:

StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder().setClassInstanceLimit(SingleAction.class,1).penaltyLog().build());

上面代码就是说,当SingleAction类出现多于一个实例时,就报告内存泄漏。

耗时调用违例:noteSlowCall

StrictMode从API 11开始允许开发者自定义一些耗时调用违例,这种自定义适用于自定义的任务执行类中,比如自定义任务处理类MyTaskExecutor:

public class MyTaskExecutor { 
   
    public void execute(Runnable task){ 
   
        task.run();
    }
}

但是如果我们想跟踪每个任务执行的耗时情况,如果耗时大于500毫秒就通知我们,我们该怎么办呢?StrictMode的noteSlowCall方法可以实现这个功能,修改MyTaskExecutor,如下所示:

public class MyTaskExecutor { 
   
    public static long CAN_BEAR_TIME = 500;
    public void execute(Runnable task){ 
   
        long sTime = SystemClock.uptimeMillis();
        task.run();
        long cTime = SystemClock.uptimeMillis() - sTime;
        if(cTime > CAN_BEAR_TIME){ 
   
            StrictMode.noteSlowCall("slow call cost:"+cTime);
        }
    }

执行一个耗时1000毫秒的任务,测试一下:

package com.wong.timeconsumingviolation;

import android.os.StrictMode;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;

public class MainActivity extends AppCompatActivity { 
   

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
   
        StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy.Builder().detectAll().penaltyLog().build());
        StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder().detectAll().penaltyLog().build());

        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        MyTaskExecutor taskExecutor = new MyTaskExecutor();
        taskExecutor.execute(new Runnable() { 
   
            @Override
            public void run() { 
   
                try { 
   
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) { 
   
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
    }
}

在Logcat中过滤StrictMode就会得到这样的日志:

2019-04-04 20:27:27.020 6147-6147/com.wong.timeconsumingviolation D/StrictMode: StrictMode policy violation; ~duration=29 ms: android.os.StrictMode$StrictModeCustomViolation: policy=65599 violation=8 msg=slow call cost:1001
        at android.os.StrictMode$AndroidBlockGuardPolicy.onCustomSlowCall(StrictMode.java:1397)
        at android.os.StrictMode.noteSlowCall(StrictMode.java:2340)
        at com.wong.timeconsumingviolation.MyTaskExecutor.execute(MyTaskExecutor.java:19)
        at com.wong.timeconsumingviolation.MainActivity.onCreate(MainActivity.java:17)
        at android.app.Activity.performCreate(Activity.java:7040)
        at android.app.Instrumentation.callActivityOnCreate(Instrumentation.java:1214)
        at android.app.ActivityThread.performLaunchActivity(ActivityThread.java:2809)
        at android.app.ActivityThread.handleLaunchActivity(ActivityThread.java:2931)
        at android.app.ActivityThread.-wrap11(Unknown Source:0)
        at android.app.ActivityThread$H.handleMessage(ActivityThread.java:1620)
        at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:105)
        at android.os.Looper.loop(Looper.java:173)
        at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:6698)
        at java.lang.reflect.Method.invoke(Native Method)
        at com.android.internal.os.Zygote$MethodAndArgsCaller.run(Zygote.java:240)
        at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:782)

从日志分析来看,我们已成功跟踪到耗时超过500ms的任务了。
注意上面的日志结果中的:duration=29 ms,并非耗时任务的执行时间,而我们自定义信息msg=slow call cost:1001包包含的时间才是真正的耗时。

自定义耗时违例demo

注意

  1. StrictMode无法监控JNI中的磁盘IO和网络请求。
  2. 应用中并非需要解决全部的违例情况,比如有些IO操作必须在主线程中进行。
  3. 通常情况下StrictMode给出的耗时相对实际情况偏高,并不是真正的耗时数据。
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