以下示例展示了如何结合使用系统跟踪、Macrobenchmark 以及内存性能分析来衡量并改善特定类型的性能问题。
使用 systrace 调试应用启动
建议您根据 systrace 日志来调试启动时间。systrace 系统可使用预插桩的代码，在特定事件发生时输出该事件所用的时间。您可通过这些跟踪记录了解自己应用内发生的情况，甚至了解整个系统中其他进程的情况。Android 平台和 Jetpack 库提供针对应用内多个关键事件的插桩，并且会相应地记录这些事件。您还可以使用自己的自定义跟踪记录（会显示在相同的 systrace 可视化工具中）对应用进行插桩处理，以全面了解应用内发生的情况。
使用 systrace 或 Perfetto
如需详细了解 systrace 的基本用法，请观看以下视频：调试应用的性能。
要分析启动时间，您必须先了解启动期间会执行哪些操作。如需了解本页内容以外的更多信息，请参阅关于应用启动时间的文档，简要了解应用的启动过程。
应用的启动过程包含以下几个阶段：
- 启动进程
- 初始化通用应用对象
- 创建并初始化 activity
- 膨胀布局
- 绘制第一帧
按启动类型可以分为以下几个阶段：
- 冷启动：系统启动后或应用进程被用户或系统终止后，首次启动应用时。启动会创建一个没有已保存状态的新进程。
- 温启动：应用已在后台运行，但必须重新创建 activity 并转到前台运行时。重新使用现有进程或使用已保存的状态重新创建进程时，会重新创建 activity。Macrobenchmark 测试库支持通过第一种方式使温启动测试保持一致。
- 热启动：进程和 activity 仍在运行，而且只需转到前台运行时（可能会根据需要重新创建某些对象）；以及渲染新的前台 activity 时。这是耗时最短的启动场景。
建议您通过开发者选项中提供的设备上系统跟踪应用捕获 systrace 跟踪记录。如果您想使用命令行工具，Perfetto 适用于 Android 10（API 级别 29）及更高版本，而搭载更低版本的设备应使用 systrace。
请注意，“第一帧”这一用词不太恰当，因为不同的应用在创建初始 activity 后处理启动的方式可能存在巨大差异。有些应用会继续膨胀数帧，而有些应用则会立即启动到第二个 activity。
如果可能，建议您在从应用角度看已完成启动后添加一个 reportFullyDrawn 调用（适用于 Android 10 及更高版本）。
以下是在这些系统跟踪记录中需要关注的内容：
图 1. 争用受监视器保护的资源可能会导致应用的启动出现明显的延迟。
图 2. 在应用的关键路径中查找不必要的事务。
图 3. 并发垃圾回收很常见且影响相对较小，但如果您需要经常触发该操作，建议使用 Android Studio 内存性能分析器对其进行分析。
图 4. 检查启动期间的 I/O 并确认是否存在长时间停顿。
在图 4 中，请注意，同时执行 I/O 的其他进程可能会导致 I/O 争用，因此请确保其他进程未运行。
其他线程上的重要 activity 可能会干扰界面线程，因此请留意启动期间的后台工作。请注意，不同设备的 CPU 配置可能会有所不同，因此不同设备上可并行运行的线程数可能也会有所不同。
另请查看常见的卡顿来源指南。
使用 Android Studio 内存分析器
Android Studio 内存性能分析器是一款功能强大的工具，可减小内存泄漏或模式使用不当可能会带来的内存压力。您可以通过该工具实时查看对象分配和回收情况。
若要修复应用中的内存问题，您可以使用内存分析器来跟踪垃圾回收的原因和频率，以及是否存在导致您的堆在一段时间内不断增加的内存泄漏问题。
应用内存性能的分析分为以下几个步骤：
1. 检测内存问题
如需检测内存问题，请先记录应用的内存性能分析会话。接下来，查找内存占用量不断增加且最终触发了垃圾回收事件的对象。
图 5. 显示在一段时间内增加的所分配对象数的内存分析器。
图 6. 显示垃圾回收事件的内存分析器。{.:image-caption}
确定会增加内存压力的使用场景后，开始分析根本原因。
2. 诊断内存压力热点
在时间轴中选择一个范围，以直观呈现分配情况和浅层大小。
图 7. 显示时间轴中所选时间范围内的分配情况和大小的内存性能分析器。
您可以通过多种方式对这些数据进行排序。以下内容通过一些示例说明了每个视图如何帮助您分析问题。
按类排列
如果您想查找哪些类正在生成本应从内存池中缓存或重用的对象，按类排列非常有用。
例如，假设某个应用每秒会使用名为“Vertex”的类创建 2,000 个对象。这会使分配数每秒增加 2,000 个，按类排序时，您会看到这一数值。是否会重新使用这些对象来避免产生垃圾？如果是，则可能需要实现内存池。
按调用堆栈排列
当存在用于分配内存的热路径（例如，在循环内或执行大量分配工作的特定函数内），按调用堆栈排列非常有用。按调用堆栈排列时可查看分配的热点。
浅层大小和保留大小
浅层大小仅跟踪对象本身的内存，因此最适合跟踪主要由基元组成的简单类。
保留大小显示对象直接分配的总内存，以及分配的单独由该对象引用的其他对象。保留大小适用于跟踪因需要分配其他对象（而不仅仅是基元字段）的复杂对象导致的内存压力。如需获取此值，请使用内存性能分析器创建内存转储。相应堆中分配的对象会加到显示的数值中。
图 8. 您随时可以点击内存分析器工具栏中的“Dump Java heap”按钮来创建内存转储。
图 9. 创建内存转储可显示一个会显示该堆中的分配情况的列。
3. 衡量优化的影响
垃圾回收是一种易于衡量的内存优化改进方式。如果优化可减小内存压力，您会发现垃圾回收 (GC) 量变少。若要衡量此指标，请衡量性能分析器时间轴中垃圾回收之间的时间间隔。执行内存优化后，您会发现垃圾回收之间的间隔时间变长。
这种内存优化方式的最终影响为：
- 如果应用不常导致内存压力，因内存不足而导致应用终止运行的频率将降低。
- 减少垃圾回收次数可以优化卡顿指标。这是因为垃圾回收会导致 CPU 争用，从而导致渲染任务在垃圾回收时出现延迟。
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