סוגי פרופילים ומתי כל אחד מהם שימושי

אתם יכולים להקליט כמה סוגים של פרופילי ביצועים ב-Android. איסוף פרופיל עוזר לכם לנפות באגים שקשורים למהירות ההפעלה של האפליקציה, לכמות הזיכרון שהיא צורכת, לכמות החשמל שהיא צורכת ועוד.

במסמך הזה מתוארים סוגי הפרופילים הכי שימושיים ומתי כדאי להשתמש בכל אחד מהם כדי לנפות באגים בבעיות נפוצות בביצועים.

נתוני מעקב של המערכת

איור 1.: דוגמה לתיעוד עקבות המערכת.

מעקב מערכת הוא פרופיל עוצמתי שמכיל מידע על תהליכים, שרשורים, מידע על תזמון, ביצוע של מעבד ומשימות ואירועים מוגדרים על ידי המערכת או המשתמש.

מנקודת המבט של האפליקציה, אופי המידע בנתוני המעקב יכול לכלול מגוון רחב של תחומים, כולל זמן אחזור, קפיצות, זיכרון, סוללה ועוד.

עקבות המערכת מכילים את האירועים הבאים שמבוססים על קוד, שיכולים להיות מוגדרים על ידי המערכת או על ידי המשתמש. אירועים מבוססי-קוד הם אירועים שמשתמשים יכולים להפעיל באמצעות קריאות לפונקציות.

• פרוסות של מעקב: מייצגות את הזמן בין נקודות שונות בקוד. אפשר להוסיף אותם באמצעות ממשקי ה-API‏ Trace.beginSection ו-Trace.endSection.
• מונים של מעקב: ערכים מספריים שמייצגים מדדים, למשל גודל הערימה. אפשר להוסיף אותם באמצעות Trace.setCounter API.

עקבות מערכת מכילים גם מדדים שאפשר ליצור משאילתות PerfettoSQL, ואפשר להשתמש בהם כדי לבצע ניתוחים או להשוות בין עקבות.

מומלץ להשתמש בנתוני מעקב של המערכת כדי לבצע את המשימות הבאות:

• אבחון בעיות שקשורות לזמן אחזור עקבות מערכת מצוינים למציאת בעיות של זמן אחזור שנגרמות מעיכובים, מהמתנות או מבעיות בתזמון. פרופילים אחרים, כמו פרופילים שמבוססים על דגימות, לא מספקים את פרטי התזמון שמסופקים על ידי מעקב אחר המערכת.

• איתור חישובים משוכפלים המעקב יכול לחשוף אם חישובים מסוימים חוזרים על עצמם, מה שעשוי להצביע על פעולות מיותרות.

• אבחון בעיות שקשורות למאבק על נעילה. בעזרת מידע על מצבי השרשור ופלחים שמציגים מתי המשאבים נחסמים, אפשר לזהות אם נעילות (כמו בלוקים synchronized) גורמות לעיכובים בתהליכי המשתמשים.

• הבנת ריבוי הליכי משנה באפליקציה. בדוחות של מעקב אחר פעילות אפשר לראות כמה הליכי משנה, את המצב של כל אחד מהם ואת כל חלקי המעקב שנוספו על ידי המערכת או האפליקציה. התצוגה הזו של ריבוי הליכי משנה עוזרת להבין אילו הליכי משנה פעילים, אילו הליכי משנה נמצאים במצב שינה ומה הם מריצים, וגם איך הם מבצעים אינטראקציה.

• לבצע ניתוחי ביצועים מורכבים. ממשק המשתמש העוצמתי והיכולת להציג סוגים שונים של מידע הופכים את עקבות המערכת לכלי שימושי לניפוי באגים במגוון רחב של בעיות בביצועים, כולל זמן אחזור, זיכרון ושימוש בסוללה.

נתוני מעקב של המערכת תומכים גם בשאילתות באמצעות PerfettoSQL. התכונה המתקדמת הזו מאפשרת לכם:

• חילוץ נתונים ספציפיים.
• להפוך נתוני מעקב למדדים בהתאמה אישית.
• אפשר ליצור רצועות ניפוי באגים משאילתות כדי להציג בקלות את הדברים שהכי חשובים לכם בממשק המשתמש של Perfetto.
• לבצע ניתוחים מורכבים ישירות בממשק המשתמש של Perfetto.

הערה: מידע נוסף על מעקב זמין במאמר מהו מעקב?.

פרופילים של מקבץ דגימות

איור 2.: דוגמה לפרופיל של מקבץ דגימות.

פרופילים של דוגמאות מחסנית פועלים על ידי הקלטת דוגמאות של ביצוע קוד ואחסון המידע של מחסנית הקריאות בקצב מוגדר בזמן שהשרשור מריץ משימות במעבד. כך אפשר לקבל תובנות לגבי מה שהקוד עושה במהלך ההרצה.

מומלץ להשתמש בדוגמאות של מחסנית כדי לבצע את הפעולות הבאות:

• אופטימיזציה של נקודות חמות. דגימות של מחסנית עוזרות לזהות חלקים בקוד עם פעילות גבוהה של CPU, כלומר השרשור נמצא לעיתים קרובות במצב 'פועל'.
• הסבר על הרצת קוד דגימות של מחסנית יכולות לעזור לכם להבין את ההתנהגות הכוללת של ה-codebase.
• זיהוי קוד שלא אמור לפעול. יכול להיות שתמצאו מחסניות קריאות שלא אמורות לפעול בכלל, מה שמצביע על הזדמנויות מיידיות לאופטימיזציה.

תמונות מצב של הזיכרון

איור 3.: דוגמה לתמונת מצב של הזיכרון.

ב-Java heap dumps מוצגת תמונת מצב של זיכרון הערימה של Java באפליקציה. התמונה הזו כוללת את כל האובייקטים ואת ההפניות שלהם זה לזה בזמן יצירת ה-dump.

מומלץ לאסוף dump של ה-heap כדי לבצע את הפעולות הבאות:

• לגלות אובייקטים כפולים. קובצי dump של ערימה (heap) מציגים את מספר האובייקטים הפעילים, וזה שימושי למעקב אחרי אובייקטים כפולים. הם גם מספקים הפניות לאובייקטים, ועוזרים לכם לאתר את המיקום בקוד שבו האובייקטים נוצרו.
• למצוא דליפות זיכרון. קובצי Heap dump יכולים לחשוף זיכרון שלא אמור להיות בשימוש יותר בזמן יצירת ה-dump, מה שמצביע על דליפות זיכרון פוטנציאליות.
• זיהוי אובייקטים שאפשר לבצע בהם אופטימיזציה. ה-heap dumps מציגים אובייקטים שצורכים הרבה זיכרון ואת המספר שלהם, וכך עוזרים לזהות דפוסי שימוש לא יעילים בזיכרון.

תמונות מצב של ערימה

איור 4.: דוגמה לתמונת מצב של ערימה.

פרופילים של ערימות זמינים בגרסאות נייטיב ובגרסאות Java, והם מצוינים לניפוי באגים שקשורים לבעיות בזיכרון. הם דומים לדגימות של מחסנית קריאות, אבל במקום למדוד מחזורי CPU, הם לוקחים דגימות כשמוקצה זיכרון.

מומלץ להשתמש בפרופילים של ה-heap כדי לבצע את הפעולות הבאות:

• הפחתת התנודתיות בזיכרון. פרופילים של ערימות (heap) מספקים דגימות עם מיקומי קוד להקצאות זיכרון. כך תוכלו לזהות אזורים שיוצרים הרבה אובייקטים זמניים, שיכולים לתרום ל-Garbage Collections (GCs) תכופים באפליקציה שלכם.
• גילוי דליפות זיכרון. אפשר להשתמש בפרופילים של ערימה (heap) עם פרופילים אחרים של זיכרון כדי לאבחן ולתקן דליפות זיכרון. הם עוזרים לכם לזהות מיקומים שמקצים הרבה יותר זיכרון מהצפוי.

שילוב פרופילים

לרוב, תנתחו את הביצועים באמצעות פרופיל אחד. עם זאת, איסוף של כמה פרופילים או של פרופיל משולב אחד יכול לספק תמונה מלאה יותר ולעזור באבחון בעיות מורכבות שלא ניתן לאבחן באמצעות פרופיל יחיד.

כדאי לשקול מיזוג פרופילים בתרחישים הבאים:

• תרחיש 1: בדיקת קוד שלא הוגדר בו מעקב. במעקב מערכת יכול להיות שיוצג זמן האחזור של פעולות שכבר הגדרתם. עם זאת, יכול להיות שתצטרכו מידע נוסף על חלקים בקוד שלא הוגדר בהם מעקב, שפועלים בזמנים האלה. כדי לבדוק את הבעיה, צריך ליצור פרופיל של מחסנית הקריאות כדי להבין את הקוד שבוצע. המידע הזה יכול לעזור לכם לשפר את המעקב על ידי הוספה של עוד פלחים למעקב.

• תרחיש 2: ניתוח של דליפות זיכרון ואיסוף אשפה. תארו לעצמכם שמערכת עוקבת אחרי עלייה קבועה בזיכרון של ערימת Java בגלל הקצאות, מה שגורם לאיסוף תדיר של נתונים לא רלוונטיים (GC). כדי להבין את האובייקטים שהוקצו, צריך ליצור פרופיל של הערימה או dump של הערימה. הגישה המשולבת הזו עוזרת לכם לזהות דרכים לצמצום השימוש בזיכרון. לדוגמה, שימוש במטמון כדי לצמצם הקצאות מיותרות או כאלה שאפשר לבצע אופטימיזציה שלהן עשוי למנוע את ההתרחשות של GC.