分析應用程式效能

當應用程式回應速度慢、畫面顯示斷斷續續的、系統凍結或太耗電，都算是效能欠佳。修正效能問題，這些問題牽涉到辨識出應用程式低效率使用 CPU、記憶體、圖片、網路或裝置電池等資源的情況。

如要找到並修正這些問題，請使用接下來本主題要討論的分析和基準化工具及技術。想瞭解評估效能的方式，以及運用這些技術來解決特定問題的案例，請參考效能評估。

Android Studio 提供的數種分析工具，可協助您找到並視覺化呈現潛在問題：

CPU 分析器可協助追蹤執行階段的效能問題。
記憶體分析器可協助追蹤記憶體配置狀況。
能源分析器會追蹤能源用量，可能會導致電池耗電。

這些工具與 Android 5.0 (API 級別 21) 以上版本相容。如要進一步瞭解各項工具，請在使用手冊中參閱本節的其他頁面。

應用程式可以利用 Jetpack Benchmark 程式庫評估許多重要作業：

Macrobenchmark：評估重要效能的使用案例，包括程式啟動及UI 動畫或畫面滾動等動作觸發的重繪動作。
Microbenchmark：評估特定函式的 CPU 使用率。

如要進一步瞭解上述程式庫，請參考「設定應用程式基準」頁面。

可分析的應用程式

Profileable 是 Android Q 版本導入的資訊清單設定。這項設定可用於指定裝置使用者是否能透過 Android Studio、Simpleperf 和 Perfetto 等工具分析這個應用程式。

在 profileable 導入之前，大多數開發人員都只能在 Android 分析可進行偵錯的應用程式，因此帶來效能成本大幅增加的副作用。這些效能成本可能會導致分析結果失效，尤其是與計算時間有關時更會如此。表 1 摘要說明了可進行偵錯和可分析應用程式間的差異。

**表 1.** 可偵錯和可剖析應用程式之間主要差異的摘要。
功能	可偵錯	可分析
記憶體分析器	已滿	是預設檢視內存記憶體分析器否：事件時間軸傾印堆積區塊錄製即時記憶體配置
CPU 分析器	已滿	是預設檢視 UI 啟動的錄製否：事件時間軸顯示 API 啟動錄製的狀態
網路分析器	是	否
電力分析儀	是	否
電源分析器	是	是
事件監測儀	是	否

我們推出了 Profileable，讓開發人員能選擇允許應用程式向分析工具公開資訊，同時產生極少的效能損耗。可分析的 APK 本質上即為發布版 APK 在資訊清單檔案的 <application> 部分加入一行 <profileable android:shell="true"/>。

自動建構及執行可分析的應用程式

您只要按一下滑鼠，即可設定、建構及執行可分析的應用程式。這項功能需要使用搭載 API 級別 29 以上版本、且具備 Google Play 的虛擬或實體測試裝置。如要使用這項功能，請按一下「Profile app」圖示旁邊的箭頭，然後在以下兩個選項間選擇：

點選「Profile 'app' with low overhead」，系統會啟動 CPU 和記憶體分析器。在記憶體分析器中，只有「Record Native Allocations」處於已啟用狀態。
點選「Profile 'app' with complete data」，系統會啟動 CPU、記憶體和能源分析器。

手動建構及執行可分析的應用程式

如要手動建構可分析的應用程式，您需要先建構發布應用程式，接著更新其資訊清單檔案，將發布應用程式轉換為可分析的應用程式。設定可分析的應用程式後，請啟動分析器，然後選取一個可供分析的程序來剖析。

建構發布應用程式

如要建構發布應用程式以便進行分析，請按照下列步驟操作：

將下列程式碼新增至應用程式的 build.gradle 檔案中，以偵錯金鑰簽署應用程式。如果您已有運作中的發布建構變數，可直接跳到下一個步驟。
```
        buildTypes {
          release {
            signingConfig signingConfigs.debug
          }
        }
      
```
在 Android Studio 中，依序選取「Build」>「Select Build Variant...」，然後選擇發布變化版本。

將發布應用程式轉換為可分析的應用程式

開啟 AndroidManifest.xml 檔案並在 <application> 中新增下列指令，將上述的發布版應用程式轉換為可分析的應用程式。詳情請參閱「建構要發布的應用程式」。

<profileable android:shell="true"/>

視 SDK 版本而定，您可能需要在應用程式的 build.gradle 檔案中新增下列幾行指令。

      aaptOptions {
        additionalParameters =["--warn-manifest-validation"]
      }

分析可分析的應用程式

如要分析一可分析應用程式，請按照下列步驟操作：

在開發模擬器或裝置啟動應用程式。
在 Android Studio 中依序選取「View」>「Tool Windows」>「Profiler」，即可啟動分析器。
應用程式啟動後，按一下分析器中的「」按鈕，查看下拉式選單。接著選取您的裝置，然後選取「Other profileable processes」中的應用程式進入點。
分析器應附加至應用程式。僅 CPU 和記憶體分析器能使用，其中記憶體分析器可使用的空間有限。

工作階段

您可以將分析器資料儲存為作業階段，該作業階段可保留直到關閉 Android Studio 為止。系統會記錄多個工作階段的剖析資訊，並在各個工作階段之間切換，讓您比較不同情境下的資源用量。

如要啟動新的工作階段，請按一下「Start a new profiling session」按鈕，然後在隨即顯示的下拉式選單中選取應用程式程序。
當您記錄追蹤記錄或擷取記憶體快照資料時，Android Studio 會將資料 (加上您應用程式的網路活動) 新增為目前工作階段的獨立項目。
如要停止將資料新增到目前的工作階段，請按一下「Stop the current profiling session」。
如要匯入從 Android Studio 先前執行結果匯出的追蹤記錄，請按一下「Start new profiler session」，然後選擇「Load from file」。

為較舊的裝置 (API 級別 < 26) 啟用額外支援

如要在搭載 Android 7.1 以下版本的裝置執行時顯示額外的剖析資料，Android Studio 必須在編譯的應用程式中插入監控邏輯。這些額外的剖析資料包括：

所有分析器視窗的事件時間軸
記憶體分析器中分配的物件數量
記憶體分析器中的垃圾收集事件
網路分析器中所有已傳輸檔案的詳細資料

如要為舊裝置提供額外支援，請按照下列步驟操作：

依序選取「Run」>「Edit Configurations」。
在左側窗格中選取您的應用程式模組。
按一下「Profiling」分頁標籤，然後勾選「Enable additional support for older devices (API level < 26)」。
再次建構並執行應用程式。

為舊版裝置啟用額外的支援功能會使建構程序變慢，因此只有在您想開始剖析應用程式時，才需要啟用這項功能。

注意：在搭載 Android 9 以下版本的裝置上，針對舊版裝置提供的額外支援並不適用於原生程式碼。如果您的應用程式是指定 Android 9 以下版本的純原生應用程式 (即沒有 Java Activity 類別)，則無法取得額外的剖析資料。如果您的應用程式使用 JNI，系統會提供部分剖析資料 (例如事件時間軸、垃圾收集事件、分配的 Java 物件及 Java 網路活動)，但無法偵測以原生為基礎的資料分配作業和網路活動。

執行獨立分析器

獨立的 Android Studio 分析器可讓您在不執行完整 Android Studio IDE 的情況下剖析應用程式。

如要執行獨立分析器，請按照下列指示操作：

確認分析器目前並未在 Android Studio 中執行。
前往安裝目錄，然後前往 bin 目錄：

Windows/Linux：studio-installation-folder/bin

macOS：macOS 不支援獨立分析器。
根據您的 OS 執行 profiler.exe 或 profiler.sh。Android Studio 啟動畫面會隨即顯示。啟動畫面消失後，分析器視窗便會開啟。