2.4 App性能测试

前言

本篇详细讲解了APP性能测试的六大内容：内存、CPU、流量、电量、流畅度以及启动速度。

1 测试环境搭建

环境要求

  • 依赖软件：MuMu模拟器（适用于Windows和Mac）
  • App安装包：通过APK安装包或应用平台进行安装。

2 APP性能测试

①测试内容

APP性能测试关注应用使用期间对硬件资源（CPU、内存、流量、电量）的占用情况，以及应用的稳定性和响应速度。

②测试工具

SoloPi：一款无线Android自动化工具，具备录制回放和性能测试功能。

③功能特点

  • 性能测试：限制CPU、内存和网络环境，以模拟低性能场景。
  • 录制回放：记录用户操作并在不同设备上进行回放。
  • 一机多控：通过一台主机控制多台设备，提高兼容性测试效率。

④测试步骤

  • 打开SoloPi，选择性能测试
  • 选择被测应用，勾选监控指标
  • 点击开始监控，打开被测APP应用开始测试
  • 查看数据采集结果

3 APP性能测试关注点

  • APP使用时对CPU、内存的占用情况
  • APP使用时是否流畅
  • APP使用时电量流量的消耗情况
  • APP的启动时间是否过长
  • APP是否能长时间稳定运行

3.1 内存

①监控指标

  • Private dirty（私有内存）：进程独占内存，也就是进程销毁时可以回收的内存容量。
  • PSS（实际使用内存）：考虑跨进程共享页的影响， 按比例计算PSS，能比较准确地表示进程占用的实际物理内存。

②常见问题

  • 内存泄漏：无法释放的已申请内存，导致内存使用持续增加。 内存溢出：
  • 内存溢出 ：申请内存时没有足够空间，导致程序崩溃。

内存泄漏初期的影响可能微不足道，但随着时间推移，泄漏的内存会逐渐堆积，最终导致内存耗尽，形成内存溢出。当程序实际使用的内存PSS持续增长时，通常意味着存在内存泄漏；而程序崩溃（crash）则往往是由于内存溢出引起的。

3.2 CPU

①监控指标

  • 全局占用CPU：整机的CPU使用率，包括用户态、系统态和空闲态（在 Linux 系统下，CPU 利用率分为用户态、系统态和空闲态）。
    • 用户态：表示 CPU 处于应用程序执行的时间
    • 系统态：表示系统内核执行的时间
    • 空闲态：表示空闲系统进程执行的时间。
    • CPU 使用率 = CPU 执行非系统空闲进程时间 / CPU 总的执行时间
  • 应用进程CPU：自开机以来，应用程序消耗的CPU时间的总数。

②常见问题

当CPU使用率长期维持在90%以上时，可能会导致手机发热、耗电增加以及响应变慢，从而引发应用未响应（ANR）。

3.3 流量

①内容

流量：在使用应用程序时，应用与服务器之间交换的数据总大小。

上行消息：应用发送给服务器的数据

下行消息：应用接收的服务器的数据

②监控指标

上行和下行消息的网络流量消耗。

③优化策略

  • 数据压缩
  • 控制访问的频次
  • 缓存机制

3.4 电量

①常见的耗电量大的场景

  • 定位
  • 网络传输
  • 屏幕亮度
  • wake_locker（锁屏-解锁）

②监控方法

  • 系统自带接口：最新的IOS和Android系统内置的Setting里可以查看各个APP的电池消耗，但是该方案不能检测固定某一时间段内的电池精准消耗。
  • 硬件检测：通过硬件可以精准地获得应用的电量消耗（如 PowerMonitor 硬件设备），该方案测试时需要拆机，成本太高比较麻烦。
  • 软件工具检测：通过第三方的软件来获取应用的电量消耗（如 AccuBattery、360省电王、SoloPi 等），该方案取决于第三方软件的计算准确性。

③结果分析

  • 与基准数据对比：将测试结果与产品经理提供的基准数据或历史数据进行对比，以评估当前版本的电量消耗是否在合理范围内。
  • 横向对比：与竞争产品的电量消耗进行对比，了解自身应用在同类产品中的表现，从而发现优化空间和改进方向。

3.5 流畅度

①内容

流畅度指的是动画播放或图片切换的连贯性。

当动画由连续的图像快速切换时，视觉上会呈现出流畅的效果，使用户感知为连续动作。然而，如果切换速度不足，就会导致卡顿现象，显著影响用户体验。因此，确保足够的帧率和流畅的过渡是提升应用交互体验的关键。

②标准

  • 至少需要10-12帧每秒才能让大脑感知为连续动作。
  • 为了达到良好的流畅效果，建议每秒至少24帧。
  • 60帧每秒被视为最佳流畅度，目标是让程序接近这一水平。

③监控指标

帧率FPS：GPU在一秒内绘制的帧数，简单理解为一秒内呈现给用户的图片数。

FPS值越高画面越流畅。 在页面静态时，FPS值较低是正常现象；而在动态加载的数据页面，FPS值应较高，建议保持在24帧以上以确保良好的用户体验。

3.6 启动速度

①内容

启动速度：从启动应用到主页面加载完成的速度。

冷启动：应用从完全关闭状态到启动并加载完成主界面的时间。冷启动通常需要加载更多的资源和初始化应用，因此时间较长。

热启动：应用从后台恢复到前台的时间。由于许多资源已经在内存中，热启动通常会更快。