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

טראס מערכת הוא פרופיל עוצמתי שמכיל מידע על תהליכים, שרשורים, מידע על תזמון, ביצוע של מעבד ומשימות ואירועים שהוגדרו על ידי המערכת או על ידי 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 המערכת מכילים גם מדדים שאפשר ליצור משאילתות PerfettoSQL, ואפשר להשתמש בהם כדי לבצע ניתוחים או להשוות בין עקבות.

מומלץ להשתמש במעקב מערכת 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 שמתקבלים ממעקב 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 Trace מוצגים נתונים של כמה תהליכים, ומוצג המצב של כל תהליך וכל פרוסת נתונים של Trace שנוספה על ידי המערכת או האפליקציה. התצוגה הזו של ריבוי הליכי משנה עוזרת להבין אילו תהליכים פעילים, אילו תהליכים במצב שינה, מה הם מריצים ואיך הם פועלים יחד.

• 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 בממשק המשתמש של Perfetto את הדברים שהכי חשובים לכם.
• לבצע ניתוחים מורכבים ישירות בממשק המשתמש של Perfetto.

תמונות מצב של דגימות ערימה

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 הפעולות שהקוד מבצע במהלך ההרצה.

מומלץ להשתמש בדוגמאות של מחסנית כדי:

• אופטימיזציה של אזורים חמים. דגימות של מחסנית עוזרות לזהות חלקים בקוד עם פעילות גבוהה של מעבד, 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 היו אמורות לפעול בכלל, מה שמצביע על הזדמנויות מיידיות לאופטימיזציה.

תמונות 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 אחד לשני בזמן יצירת ה-dump.

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

• לגלות אובייקטים כפולים. קובצי dump של הערימה (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. בעזרת תמונות מצב של הערימה אפשר לזהות דפוסי שימוש לא יעילים בזיכרון, כי הן מציגות אובייקטים שצורכים הרבה זיכרון ואת המספר שלהם.

תמונות 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 ערימה כדי לבצע את הפעולות הבאות:

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

שילוב פרופילים

לרוב, תנתחו את הביצועים באמצעות פרופיל יחיד. 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 את התרחישים הבאים שבהם מיזוג פרופילים יכול להיות מועיל:

• 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 הוגדרו כחלק מהמדידה, 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 Java heap בגלל הקצאות, וזה גורם לאיסוף תדיר של נתונים לא רלוונטיים (GC). כדי להבין את האובייקטים שהוקצו, יוצרים פרופיל של הערימה או dump של הערימה. הגישה המשולבת הזו עוזרת לכם לזהות דרכים לצמצם את השימוש בזיכרון. לדוגמה, שימוש במטמון כדי לצמצם הקצאות מיותרות או כאלה שאפשר לבצע אופטימיזציה שלהן עשוי למנוע את ההתרחשות של GC.