Android 性能測試之CPU

CPU測試

CPU跟內存一樣，存在一些測試子項，如下清單所示

　　1.空閑狀態下的應用CPU消耗情況
　　2.中等規格狀態下的應用CPU消耗情況
　　3.滿規格狀態下的應用CPU消耗情況
　　4.應用CPU峰值情況

 

CPU的測試方法分為幾類
1.使用android提供的adb shell dumpsys cpuinfo |grep packagename >/address/cpu.txt來獲取 ，要root
2.使用top命令 adb shell top |grep packagename>/address/cpu.txt 來獲取，要root
3. 使用adb shell cat /proc/stat 來獲取

 

CPUINFO 詳解：

/proc/stat文件

         該文件包含了所有CPU活動的信息，該文件中的所有值都是從系統啟動開始累計到當前時刻。不同內核版本中該文件的格式可能不大一致，以下通過實例來說明數據該文件中各字段的含義。

實例數據：2.6.24-24版本上的

 

xxx-desktop:~$ cat /proc/stat

cpu  38082 627 27594 893908 12256 581 895 0 0

cpu0 22880 472 16855 430287 10617 576 661 0 0

cpu1 15202 154 10739 463620 1639 4 234 0 0

intr 120053 222 2686 0 1 1 0 5 0 3 0 0 0 47302 0 0 34194 29775 0 5019 845 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

ctxt 1434984

btime 1252028243

processes 8113

procs_running 1

procs_blocked 0

第一行的數值表示的是CPU總的使用情況，所以我們只要用第一行的數字計算就可以了。下表解析第一行各數值的含義：

參數          解析（單位：jiffies）

(jiffies是內核中的一個全局變量，用來記錄自系統啟動一來產生的節拍數，在linux中，一個節拍大致可理解為操作系統進程調度的最小時間片，不同linux內核可能值有不同，通常在1ms到10ms之間)

user (38082)    從系統啟動開始累計到當前時刻，處於用戶態的運行時間，不包含 nice值為負進程。

nice (627)      從系統啟動開始累計到當前時刻，nice值為負的進程所占用的CPU時間

system (27594)  從系統啟動開始累計到當前時刻，處於核心態的運行時間

idle (893908)   從系統啟動開始累計到當前時刻，除IO等待時間以外的其它等待時間iowait (12256) 從系統啟動開始累計到當前時刻，IO等待時間(since 2.5.41)

irq (581)           從系統啟動開始累計到當前時刻，硬中斷時間(since 2.6.0-test4)

softirq (895)      從系統啟動開始累計到當前時刻，軟中斷時間(since 2.6.0-test4)stealstolen(0)                   which is the time spent in other operating systems when running in a virtualized environment(since 2.6.11)

guest(0)                               which is the time spent running a virtual  CPU  for  guest operating systems under the control of the Linux kernel(since 2.6.24)

 

結論：總的cpu時間totalCpuTime = user + nice + system + idle + iowait + irq + softirq + stealstolen  +  guest

/proc/<pid>/stat文件                                          

該文件包含了某一進程所有的活動的信息，該文件中的所有值都是從系統啟動開始累計

到當前時刻。以下通過實例數據來說明該文件中各字段的含義。

 

[xxx@buick ~]# cat /proc/6873/stat

6873 (a.out) R 6723 6873 6723 34819 6873 8388608 77 0 0 0 41958 31 0 0 25 0 3 0 5882654 1409024 56 4294967295 134512640 134513720 3215579040 0 2097798 0 0 0 0 0 0 0 17 0 0 0

 

說明：以下只解釋對我們計算Cpu使用率有用相關參數

參數                                                                解釋

pid=6873                            進程號

utime=1587                       該任務在用戶態運行的時間，單位為jiffies

stime=41958                      該任務在核心態運行的時間，單位為jiffies

cutime=0                            所有已死線程在用戶態運行的時間，單位為jiffies

cstime=0                            所有已死在核心態運行的時間，單位為jiffies

 

結論：進程的總Cpu時間processCpuTime = utime + stime + cutime + cstime，該值包括其所有線程的cpu時間。

 

參考代碼（python2.7）：

class CpuProfiler(BaseProfiler):
    def __init__(self, pid, adb, loghd):
        BaseProfiler.__init__(self, adb)
        self.appPid = pid
        self.loghd = loghd
        self.processcpuRatioList = []
        self.cpuRatioList = []
        self.lastRecord = {}
        self.lastTime = 0
        self.titile = ["應用占用CPU(%)", "總占用CPU(%)"]

    def init(self):
        processCpu = self.getprocessCpuStat()
        idleCpu, totalCpu = self.getTotalCpuStat()
        self.lastRecord["processCpu"] = processCpu
        self.lastRecord["idleCpu"] = idleCpu
        self.lastRecord["totalCpu"] = totalCpu
        self.lastTime = datetime.datetime.now()
        self.androidversion = self.getAndroidVersion()



    def getprocessCpuStat(self):
        #print "self.appPid="+self.appPid
        stringBuffer = self.adb.cmd("shell", "cat", "/proc/" + str(self.appPid) + "/stat").communicate()[0].decode(
            "utf-8").strip()
        r = re.compile("\\s+")
        toks = r.split(stringBuffer)
        #想獲取的是process的cpu個數，procs_running +procs_blocked 
        processCpu = float(long(toks[13]) + long(toks[14]));
        #print "processCpu=", processCpu
        return processCpu

    def getTotalCpuStat(self):
        child_out = self.adb.cmd("shell", "cat", "/proc/stat").communicate()[0].decode("utf-8").strip().split("\r\r\n")[
            0]
        if int(self.androidversion) >= 19:
            child_out = self.adb.cmd("shell", "cat", "/proc/stat", "|grep ^cpu\ ").communicate()[0].decode(
                "utf-8").strip()
            if " grep: not found" in child_out:
                child_out = \
                    self.adb.cmd("shell", "cat", "/proc/stat").communicate()[0].decode("utf-8").strip().split("\r\r\n")[
                        0]
        r = re.compile(r'(?<!cpu)\d+')
        toks = r.findall(child_out)
        idleCpu = float(toks[3])
        totalCpu = float(reduce(lambda x, y: long(x) + long(y), toks));
        return idleCpu, totalCpu

    def profile(self):
        processCpu = self.getprocessCpuStat()
        idleCpu, totalCpu = self.getTotalCpuStat()
        currentTime = datetime.datetime.now()
        diffTime = currentTime - self.lastTime

        retry = False
        processcpuRatio = 100 * (processCpu - self.lastRecord["processCpu"]) / (totalCpu - self.lastRecord["totalCpu"]);
        cpuRatio = 100 * ((totalCpu - idleCpu) - (self.lastRecord["totalCpu"] - self.lastRecord["idleCpu"])) / (
            totalCpu - self.lastRecord["totalCpu"]);
        if (diffTime.seconds * 1000 + diffTime.microseconds / 1000) < abs(totalCpu - self.lastRecord["totalCpu"]):
            self.loghd.info("cpu data abnormal, do again!")
            retry = True

        self.lastTime = currentTime
        self.lastRecord["processCpu"] = processCpu
        self.lastRecord["idleCpu"] = idleCpu
        self.lastRecord["totalCpu"] = totalCpu
return round(float(processcpuRatio), 2), round(float(cpuRatio), 2), retry