Microbenchmark dan Hilt

Banyak aplikasi menggunakan Hilt untuk menyuntikkan perilaku yang berbeda ke varian build yang berbeda. Hal ini dapat sangat berguna saat melakukan Microbenchmarking aplikasi karena memungkinkan Anda mengganti komponen yang dapat memiringkan hasil. Misalnya, cuplikan kode berikut menunjukkan repositori yang mengambil dan mengurutkan daftar nama:

Kotlin

class PeopleRepository @Inject constructor(
    @Kotlin private val dataSource: NetworkDataSource,
    @Dispatcher(DispatcherEnum.IO) private val dispatcher: CoroutineDispatcher
) {
    private val _peopleLiveData = MutableLiveData<List<Person>>()

    val peopleLiveData: LiveData<List<Person>>
        get() = _peopleLiveData

    suspend fun update() {
        withContext(dispatcher) {
            _peopleLiveData.postValue(
                dataSource.getPeople()
                    .sortedWith(compareBy({ it.lastName }, { it.firstName }))
            )
        }
    }
}}

Java

public class PeopleRepository {

    private final MutableLiveData<List<Person>> peopleLiveData = new MutableLiveData<>();

    private final NetworkDataSource dataSource;

    public LiveData<List<Person>> getPeopleLiveData() {
        return peopleLiveData;
    }

    @Inject
    public PeopleRepository(NetworkDataSource dataSource) {
        this.dataSource = dataSource;
    }

    private final Comparator<Person> comparator = Comparator.comparing(Person::getLastName)
            .thenComparing(Person::getFirstName);

    public void update() {
        Runnable task = new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                peopleLiveData.postValue(
                        dataSource.getPeople()
                                .stream()
                                .sorted(comparator)
                                .collect(Collectors.toList())
                );
            }
        };
        new Thread(task).start();
    }
}

Jika Anda menyertakan panggilan jaringan saat melakukan benchmark, terapkan panggilan jaringan palsu untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat.

Menyertakan panggilan jaringan nyata saat melakukan benchmark akan mempersulit interpretasi hasil benchmark. Panggilan jaringan dapat dipengaruhi oleh banyak faktor eksternal, dan durasinya dapat bervariasi di antara iterasi menjalankan benchmark. Durasi panggilan jaringan dapat memerlukan waktu lebih lama daripada pengurutan.

Mengimplementasikan panggilan jaringan palsu menggunakan Hilt

Panggilan ke dataSource.getPeople(), seperti yang ditunjukkan dalam contoh sebelumnya, berisi panggilan jaringan. Namun, instance NetworkDataSource disuntikkan oleh Hilt, dan Anda dapat menggantinya dengan implementasi palsu berikut untuk benchmark:

Kotlin

class FakeNetworkDataSource @Inject constructor(
    private val people: List<Person>
) : NetworkDataSource {
    override fun getPeople(): List<Person> = people
}

Java

public class FakeNetworkDataSource implements NetworkDataSource{

    private List<Person> people;

    @Inject
    public FakeNetworkDataSource(List<Person> people) {
        this.people = people;
    }

    @Override
    public List<Person> getPeople() {
        return people;
    }
}

Panggilan jaringan palsu ini dirancang untuk berjalan secepat mungkin saat Anda memanggil metode getPeople(). Agar Hilt dapat menyuntikkan ini, penyedia berikut digunakan:

Kotlin

@Module
@InstallIn(SingletonComponent::class)
object FakekNetworkModule {

    @Provides
    @Kotlin
    fun provideNetworkDataSource(@ApplicationContext context: Context): NetworkDataSource {
        val data = context.assets.open("fakedata.json").use { inputStream ->
            val bytes = ByteArray(inputStream.available())
            inputStream.read(bytes)

            val gson = Gson()
            val type: Type = object : TypeToken<List<Person>>() {}.type
            gson.fromJson<List<Person>>(String(bytes), type)
        }
        return FakeNetworkDataSource(data)
    }
}

Java

@Module
@InstallIn(SingletonComponent.class)
public class FakeNetworkModule {

    @Provides
    @Java
    NetworkDataSource provideNetworkDataSource(
            @ApplicationContext Context context
    ) {
        List<Person> data = new ArrayList<>();
        try (InputStream inputStream = context.getAssets().open("fakedata.json")) {
            int size = inputStream.available();
            byte[] bytes = new byte[size];
            if (inputStream.read(bytes) == size) {
                Gson gson = new Gson();
                Type type = new TypeToken<ArrayList<Person>>() {
                }.getType();
                data = gson.fromJson(new String(bytes), type);

            }
        } catch (IOException e) {
            // Do something
        }
        return new FakeNetworkDataSource(data);
    }
}

Data dimuat dari aset menggunakan panggilan I/O yang berpotensi memiliki panjang variabel. Namun, hal ini dilakukan selama inisialisasi dan tidak akan menyebabkan ketidakberaturan saat getPeople() dipanggil selama benchmark.

Beberapa aplikasi sudah menggunakan palsu pada build debug untuk menghapus dependensi backend. Namun, Anda perlu melakukan benchmark pada build yang sedekat mungkin dengan build rilis. Bagian lain dari dokumen ini menggunakan struktur multi-modul dan multi-varian seperti yang dijelaskan dalam Penyiapan project lengkap.

Ada tiga modul:

  • benchmarkable: berisi kode untuk benchmark.
  • benchmark: berisi kode benchmark.
  • app: berisi kode aplikasi yang tersisa.

Setiap modul sebelumnya memiliki varian build bernama benchmark bersama dengan varian debug dan release biasa.

Mengonfigurasi modul benchmark

Kode untuk panggilan jaringan palsu ada di set sumber debug dari modul benchmarkable, dan implementasi jaringan lengkap ada di set sumber release dari modul yang sama. File aset yang berisi data yang ditampilkan oleh implementasi palsu ada di set sumber debug untuk menghindari bloat APK dalam build release. Varian benchmark harus didasarkan pada release dan menggunakan set sumber debug. Konfigurasi build untuk varian benchmark dari modul benchmarkable yang berisi implementasi palsu adalah sebagai berikut:

Kotlin

android {
    ...
    buildTypes {
        release {
            isMinifyEnabled = false
            proguardFiles(
                getDefaultProguardFile("proguard-android-optimize.txt"),
                "proguard-rules.pro"
            )
        }
        create("benchmark") {
            initWith(getByName("release"))
        }
    }
    ...
    sourceSets {
        getByName("benchmark") {
            java.setSrcDirs(listOf("src/debug/java"))
            assets.setSrcDirs(listOf("src/debug/assets"))
        }
    }
}

Groovy

android {
    ...
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android-optimize.txt'),
                'proguard-rules.pro'
            )
        }
        benchmark {
            initWith release
        }
    }
    ...
    sourceSets {
        benchmark {
            java.setSrcDirs ['src/debug/java']
            assets.setSrcDirs(listOf ['src/debug/assets']
        }
    }
}

Di modul benchmark, tambahkan test runner kustom yang membuat Application agar pengujian dapat dijalankan yang mendukung Hilt sebagai berikut:

Kotlin

class HiltBenchmarkRunner : AndroidBenchmarkRunner() {

    override fun newApplication(
        cl: ClassLoader?,
        className: String?,
        context: Context?
    ): Application {
        return super.newApplication(cl, HiltTestApplication::class.java.name, context)
    }
}

Java

public class JavaHiltBenchmarkRunner extends AndroidBenchmarkRunner {

    @Override
    public Application newApplication(
            ClassLoader cl,
            String className,
            Context context
    ) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
        return super.newApplication(cl, HiltTestApplication.class.getName(), context);
    }
}

Hal ini membuat objek Application tempat pengujian dijalankan memperluas class HiltTestApplication. Lakukan perubahan berikut pada konfigurasi build:

Kotlin

plugins {
    alias(libs.plugins.android.library)
    alias(libs.plugins.benchmark)
    alias(libs.plugins.jetbrains.kotlin.android)
    alias(libs.plugins.kapt)
    alias(libs.plugins.hilt)
}

android {
    namespace = "com.example.hiltmicrobenchmark.benchmark"
    compileSdk = 34

    defaultConfig {
        minSdk = 24

        testInstrumentationRunner = "com.example.hiltbenchmark.HiltBenchmarkRunner"
    }

    testBuildType = "benchmark"
    buildTypes {
        debug {
            // Since isDebuggable can't be modified by Gradle for library modules,
            // it must be done in a manifest. See src/androidTest/AndroidManifest.xml.
            isMinifyEnabled = true
            proguardFiles(
                getDefaultProguardFile("proguard-android-optimize.txt"),
                "benchmark-proguard-rules.pro"
            )
        }
        create("benchmark") {
            initWith(getByName("debug"))
        }
    }
}

dependencies {
    androidTestImplementation(libs.bundles.hilt)
    androidTestImplementation(project(":benchmarkable"))
    implementation(libs.androidx.runner)
    androidTestImplementation(libs.androidx.junit)
    androidTestImplementation(libs.junit)
    implementation(libs.androidx.benchmark)
    implementation(libs.google.dagger.hiltTesting)
    kaptAndroidTest(libs.google.dagger.hiltCompiler)
    androidTestAnnotationProcessor(libs.google.dagger.hiltCompiler)
}

Groovy

plugins {
    alias libs.plugins.android.library
    alias libs.plugins.benchmark
    alias libs.plugins.jetbrains.kotlin.android
    alias libs.plugins.kapt
    alias libs.plugins.hilt
}

android {
    namespace = 'com.example.hiltmicrobenchmark.benchmark'
    compileSdk = 34

    defaultConfig {
        minSdk = 24

        testInstrumentationRunner 'com.example.hiltbenchmark.HiltBenchmarkRunner'
    }

    testBuildType "benchmark"
    buildTypes {
        debug {
            // Since isDebuggable can't be modified by Gradle for library modules,
            // it must be done in a manifest. See src/androidTest/AndroidManifest.xml.
            minifyEnabled true
            proguardFiles(
                getDefaultProguardFile('proguard-android-optimize.txt'),
                'benchmark-proguard-rules.pro'
            )
        }
        benchmark {
            initWith debug"
        }
    }
}

dependencies {
    androidTestImplementation libs.bundles.hilt
    androidTestImplementation project(':benchmarkable')
    implementation libs.androidx.runner
    androidTestImplementation libs.androidx.junit
    androidTestImplementation libs.junit
    implementation libs.androidx.benchmark
    implementation libs.google.dagger.hiltTesting
    kaptAndroidTest libs.google.dagger.hiltCompiler
    androidTestAnnotationProcessor libs.google.dagger.hiltCompiler
}

Contoh sebelumnya melakukan beberapa hal berikut:

  • Menerapkan plugin gradle yang diperlukan ke build.
  • Menentukan bahwa test runner kustom digunakan untuk menjalankan pengujian.
  • Menentukan bahwa varian benchmark adalah jenis pengujian untuk modul ini.
  • Menambahkan varian benchmark.
  • Menambahkan dependensi yang diperlukan.

Anda harus mengubah testBuildType untuk memastikan Gradle membuat tugas connectedBenchmarkAndroidTest, yang melakukan benchmark.

Membuat microbenchmark

Benchmark diimplementasikan sebagai berikut:

Kotlin

@RunWith(AndroidJUnit4::class)
@HiltAndroidTest
class PeopleRepositoryBenchmark {

    @get:Rule
    val benchmarkRule = BenchmarkRule()

    @get:Rule
    val hiltRule = HiltAndroidRule(this)

    private val latch = CountdownLatch(1)

    @Inject
    lateinit var peopleRepository: PeopleRepository

    @Before
    fun setup() {
        hiltRule.inject()
    }

    @Test
    fun benchmarkSort() {
        benchmarkRule.measureRepeated {
            runBlocking {
                benchmarkRule.getStart().pauseTiming()
                withContext(Dispatchers.Main.immediate) {
                    peopleRepository.peopleLiveData.observeForever(observer)
                }
                benchmarkRule.getStart().resumeTiming()
                peopleRepository.update()
                latch.await()
                assert(peopleRepository.peopleLiveData.value?.isNotEmpty() ?: false)
           }
        }
    }

    private val observer: Observer<List<Person>> = object : Observer<List<Person>> {
        override fun onChanged(people: List<Person>?) {
            peopleRepository.peopleLiveData.removeObserver(this)
            latch.countDown()
        }
    }
}

Java

@RunWith(AndroidJUnit4.class)
@HiltAndroidTest
public class PeopleRepositoryBenchmark {
    @Rule
    public BenchmarkRule benchmarkRule = new BenchmarkRule();

    @Rule
    public HiltAndroidRule hiltRule = new HiltAndroidRule(this);

    private CountdownLatch latch = new CountdownLatch(1);

    @Inject
    JavaPeopleRepository peopleRepository;

    @Before
    public void setup() {
        hiltRule.inject();
    }

    @Test
    public void benchmarkSort() {
        BenchmarkRuleKt.measureRepeated(benchmarkRule, (Function1<BenchmarkRule.Scope, Unit>) scope -> {
            benchmarkRule.getState().pauseTiming();
            new Handler(Looper.getMainLooper()).post(() -> {
                awaitValue(peopleRepository.getPeopleLiveData());
            });
            benchmarkRule.getState().resumeTiming();
            peopleRepository.update();
            try {
                latch.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            assert (!peopleRepository.getPeopleLiveData().getValue().isEmpty());
            return Unit.INSTANCE;
        });
    }

    private <T> void awaitValue(LiveData<T> liveData) {
        Observer<T> observer = new Observer<T>() {
            @Override
            public void onChanged(T t) {
                liveData.removeObserver(this);
                latch.countDown();
            }
        };
        liveData.observeForever(observer);
        return;
    }
}

Contoh sebelumnya membuat aturan untuk benchmark dan Hilt. benchmarkRule melakukan pengaturan waktu benchmark. hiltRule melakukan injeksi dependensi pada class pengujian benchmark. Anda harus memanggil metode inject() dari aturan Hilt dalam fungsi @Before untuk melakukan injeksi sebelum menjalankan pengujian individual.

Benchmark itu sendiri menjeda waktu saat pengamat LiveData terdaftar. Kemudian, benchmark menggunakan kait untuk menunggu hingga LiveData diupdate sebelum selesai. Karena pengurutan dijalankan dalam waktu antara saat peopleRepository.update() dipanggil dan saat LiveData menerima update, durasi pengurutan disertakan dalam waktu benchmark.

Menjalankan microbenchmark

Jalankan benchmark dengan ./gradlew :benchmark:connectedBenchmarkAndroidTest untuk melakukan benchmark selama beberapa iterasi dan mencetak data waktu ke Logcat:

PeopleRepositoryBenchmark.log[Metric (timeNs) results: median 613408.3952380952, min 451949.30476190476, max 1412143.5142857144, standardDeviation: 273221.2328680522...

Contoh sebelumnya menunjukkan hasil benchmark antara 0,6 md dan 1,4 md untuk menjalankan algoritma pengurutan pada daftar 1.000 item. Namun, jika Anda menyertakan panggilan jaringan dalam benchmark, varians antara iterasi lebih besar daripada waktu yang diperlukan pengurutan untuk dijalankan, sehingga perlu mengisolasi pengurutan dari panggilan jaringan.

Anda selalu dapat melakukan refaktor kode untuk memudahkan pengurutan secara terpisah, tetapi jika sudah menggunakan Hilt, Anda dapat menggunakannya untuk menyuntikkan palsu untuk benchmark.

Sebelumnya
Argumen instrumentasi Microbenchmark
Berikutnya
Membuat aplikasi tanpa Gradle