本篇是 Perfetto 系列文章的第三篇，前两篇介绍了 Perfetto 是什么以及 Perfetto Trace 怎么抓，本篇主要是在网页端打开 Perfetto Trace 之后，面对复杂的 Perfetto 信息该怎么看。

随着 Google 宣布 Systrace 工具停更，推出 Perfetto 工具，Perfetto 在我的日常工作中已经基本能取代 Systrace 工具。同时 Oppo、Vivo 等大厂也已经把 Systrace 切换成了 Perfetto，许多新接触 Android 性能优化的小伙伴对于 Perfetto 那眼花缭乱的界面和复杂的功能感觉头疼，希望我能把之前的那些 Systrace 文章使用 Perfetto 来呈现。

Paul Graham 说：要么给大部分人提供有点想要的东西，要么给小部分人提供非常想要的东西。Perfetto 其实就是小部分人非常想要的东西，那就开始写吧，欢迎大家多多交流和沟通，发现错误和描述不准确的地方请及时告知我，我会及时修改，以免误人子弟。

本系列旨在通过 Perfetto 这个工具，从一个新的视角审视 Android 系统的整体运作方式。此外，它还旨在提供一个不同的角度来学习 App 、 Framework、Linux 等关键模块。尽管你可能已经阅读过许多关于 Android Framework、App 、性能优化的文章，但或许因为难以记住代码或不明白其运行流程，你仍感到困惑。通过 Perfetto 这个图形化工具，你可能会获得更深入的理解。

Perfetto 系列目录

1. Android Perfetto 系列目录
2. Android Perfetto 系列 1：Perfetto 工具简介
3. Android Perfetto 系列 2：Perfetto Trace 抓取
4. Android Perfetto 系列 3：熟悉 Perfetto View

如果大家还没看过 Systrace 系列，下面是传送门：

1. Systrace 系列目录 ： 系统介绍了 Perfetto 的前身 Systrace 的使用，并通过 Systrace 来学习和了解 Android 性能优化和 Android 系统运行的基本规则。
2. 个人博客 ：个人博客，主要是 Android 相关的内容，也放了一些生活和工作相关的内容。

欢迎大家在 关于我 页面加入微信群或者星球，讨论你的问题、你最想看到的关于 Perfetto 的部分，以及跟各位群友讨论所有 Android 开发相关的内容

Perfetto View 界面

抓到 Perfetto Trace 之后，一般是在 ui.perfetto.dev 中打开（如果用官方提供的脚本，则会在抓去结束后自动在这个网站上打开，想看看怎么实现的话可以去看看脚本的源码）。打开后界面如下：

可以通过 Open trace file 或者直接把 Perfetto Trace 拖到白色区域来打开 Trace。

Perfetto Trace 界面

打开 Perfetto Trace 之后界面如下：

大致上 Perfetto Trace 界面可以分为四个区域：

1. 最右边的操作区：这里最主要的是 Current Trace 这一栏下面的那几个会经常用到。
   1. Show timeline ：显示当前 Trace，切到了别的界面之后，再点这个就会回到 Trace View 界面
   2. Query：写 SQL 查询语句和查看执行结果的地方
   3. Metrics：官方默认帮你写好的一些分析结果，可以选择直接打开
   4. Info and stats ：当前 Trace 和手机 App 的一些信息
2. 上方的信息和操作区域：最主要就是看时间。
3. 中间的 Trace 内容区：操作最多的区域，Trace 内容都在这部分，最上面的几部分是从功能的角度来划成一个区域的，比如 CPU 区（可以查看当前 Task 跑在哪个核心上，频率是多少，跑了多长时间、被谁唤醒）、Ftrace event 区等；下面的就是以 App Process 为单位展示的（包括 App 的各种线程、Input 事件、Binder Call、Memory、Buffer 等信息）。
4. 最下方的信息区：这个区域主要是展示各种信息、我们选中了某个 Task 段之后，这里就会展示这个 Task 相关的信息（如果你加了 Log，这里也会显示 Log；ftrace event 同理）。

Perfetto 界面最初看的时候会觉得很乱，花里胡哨的，但是用习惯了之后，真香～

基本操作

Perfetto Trace 界面的操作是非常顺滑的，这是相比 Systrace 的一个巨大的优势，Systrace 打开稍大的 Trace 就会卡卡的，但是 Perfetto Trace 打开 500Mb 的 Trace 依然操作很顺滑。

操作看 Trace 的快捷键跟 Systrace 很像，w/s 是放大/缩小，a/d 是左右移动，鼠标点击是选择。官方左下角的文档有详细的操作说明，忘记了的话可以随时去看看，熟能生巧：

其他快捷键里面用的比较多的：

1. f 是放大选中

2. m 是临时 Mark 一段区域（与 Systrace 一样）, 用来上下看时间、看其他进程信息等。临时的意思就是你如果按 m 去 mark 另外一个区域，那么上一个用 m mark 出来的 Mark 区域就会消失。退出临时选中：esc ，或者选择其他的 Slice 按 m，当前这个 Slice 的选中效果就会消失

   

3. shift + m 是持续 Mark 一段区域（如果你不点，他就不会消失），主要是用来长时间 Mark 住一段信息，比如你把一份 Trace 中所有的掉帧点都 Mark 出来，就可以用 shift + m，这样就不会丢失。

   

   点击小旗子，就可以看到这段区间内的执行信息
   

4. 删除持续 Mark

   1. 点击你选中的那个 Slice 的最上面那个三角
   2. 下面选择 Tab：Current Selection
   3. 点击最后边的 Remove ，就可以把他 Remove 掉了
      

5. q ：隐藏和显示信息 Tab，由于 Perfetto 非常占屏幕，熟练使用 q 键很重要，看的时候快速打开，看完后快速关闭。

6. 插旗子：Perfetto 还可以通过插旗子的方法来在 Trace 上做标记，Perfetto 支持你把鼠标放到 Trace 最上面，就会出现一个旗子，点击左键即可插一个旗子在上面，方便我们标记某个事件发生，或者某个时间点

6. 取消插的旗子：与退出持续选中一样，点击旗子，右下角有个 Remove ，点击就可以把这个旗子干掉了，就不插图了

Perfetto 使用技巧

查看唤醒源

我们可以通过查看某一个 Task 的唤醒源，来了解 App 和 Framework 的运转流程，Systrace 和 Perfetto 都可以查看唤醒源，不过 Perfetto 在这方面做的更丝滑一些。

在 Android Systrace 响应速度实战 3 ：响应速度延伸知识 这篇文章中，有讲 Systrace 是如何查看唤醒源的，其实略微还是有些麻烦的。 Perfetto 中查看唤醒源则非常方便且操作很顺滑：

比如我们想看下图中， RenderThread 是被谁唤醒的，我们可以有好几种方法：

点击 Runnable 状态

与 Systrace 操作一样，直接点击 Running 前面的 Runnable，就可以在下面的信息区看到 Related thread states：

1. Waker：唤醒源
2. Previous state：这个 Task 的前一个状态
3. Next state：这个 Task 的后一个状态
   

点击他上方的 Running 状态，查看连续唤醒信息：

或者我们可以点击 Running 状态，点击小箭头直接跳到对应的 CPU Info 区域，这里可以看到更详细的信息，也可以连续点击 Task，来追踪唤醒源，并可以通过信息区的小箭头来回在 CPU Info 区域和 Task 区域跳转

点击 RenderThread 上方的 Running 状态，通过小箭头跳转到 CPU Info 区域

RenderThread 是被 MainThread 唤醒的

再点击 MainThread 可以看到他是被 SurfaceFlinger 唤醒的，下方信息区还有对应的唤醒延迟分析

查看 Critical Path(Task)

Critical Task 指的是与当前我们选中的 Task 有依赖关系的 Task，比如我们的 Task 是 e，e 要等 d 执行结束后才能执行，d 要等 c，c 要等 b，b 要等 a，那么 e 的 Critical Task 就是 a、b、c、d。

Perfetto 上就可以查看某一个 Task 的 Critical Task，鉴于 Critical path lite 是 Critical path 的子集，我们这里只介绍 Critical path：

点击 Running 状态，然后点击在下面的信息区点击 Critical path

稍等片刻就可以看到我们选择的 MainThread 对应的 Critical path：

放大来看，可以看到我们选择的 MainThread 的边缘，第一个 Critical Task 是唤醒他的 sf 的 app 线程

再往左看 sf 的 app 线程是被 sf 的 TimerDispatch 线程唤醒的，这里就不贴了。

其实可以看到，Perfetto 提供的 Critical Path 其实就是把连续唤醒的 Task 都聚集到一起了，方便我们来看各个 Task 之间的关系。

Pin （固定到最上面）

在每个 Thread 的最左边，有一个图钉一样的按钮，点击之后，这个 Thread 就会被固定到最上面，方便我们把自己最关注的 Thread 放到一起。

比如下面是我 Pin 的从 App 到 SF 的流程图，放到一起的话就会清晰很多，看掉帧的话也会更方便。

CPU Info 区域 Task 高亮

在 CPU Info 区域，鼠标放到某一个 Task 上，就会这个 Task 对应的 Thread 的其他 Task 都会高亮。

我们经常会用这个方法来初步看某些 Thread 的摆核信息

查看 Buffer 消耗情况

App 的 Buffer 消费者是 SurfaceFlinger，通过 App Process 这边的 Actual Timeline 这行，我们可以看到 Buffer 具体是被 SurfaceFlinger 的哪一框消费了。

快速查看 App 执行超时

由于 Android 多 Buffer 机制的存在，App 执行超时不一定会卡顿，但是超时是需要我们去关注的。

通过 Perfetto 提供给的 Expected Timeline 和 Actual Timeline 这两行，可以清楚看到执行超时的地方。

点击 Actial Timeline 红色那一段，底下的信息栏会显示掉帧原因：

在 Perfetto 上查看 Log

在信息栏上切换到 Android Logs 这个 Tab，鼠标放倒某一行上，Perfetto 就会把对应的 Timeline 拉一条直线，可以看到这个 Log 所对应的时间

同样切换到 Ftrace events tab 也可以查看对应的 ftrace 的 event 和对应的时间线

分析 Thread 的 Running 信息

可以通过鼠标左键按住滑动，选中一段区域来进行分析，比如选中 CPU State 这一栏的话，就可以看到这一段时间对应的 Running、Runnable、Sleep、Uninterruptible Sleep 的占比。

这在分析 App 启动的时候经常会用到。

总结

上面分享了 Perfetto 基本的界面和操作，以及分享了一些比较常用的 Perfetto 的技巧。Google 目前在积极推广和维护 Perfetto，很多新功能指不定哪天就蹦出来了，到时候觉得有用我也会更新上来。

至此 Perfetto 基础篇就结束了，后续就是通过 Perfetto 这个工具，来了解 Android 系统运行的基本流程，以及使用 Perfetto 以及 Perfetto SQL 来分析遇到的性能、功耗等问题。

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上一篇文章 Android Perfetto 系列 1：Perfetto 工具简介 介绍了 Perfetto 是什么，这篇简单介绍一下 Perfetto 的抓取。

随着 Google 宣布 Systrace 工具停更，推出 Perfetto 工具，Perfetto 在我的日常工作中已经基本能取代 Systrace 工具。同时 Oppo、Vivo 等大厂也已经把 Systrace 切换成了 Perfetto，许多新接触 Android 性能优化的小伙伴对于 Perfetto 那眼花缭乱的界面和复杂的功能感觉头疼，希望我能把之前的那些 Systrace 文章使用 Perfetto 来呈现。

Paul Graham 说：要么给大部分人提供有点想要的东西，要么给小部分人提供非常想要的东西。Perfetto 其实就是小部分人非常想要的东西，那就开始写吧，欢迎大家多多交流和沟通，发现错误和描述不准确的地方请及时告知我，我会及时修改，以免误人子弟。

本系列旨在通过 Perfetto 这个工具，从一个新的视角审视 Android 系统的整体运作方式。此外，它还旨在提供一个不同的角度来学习 App 、 Framework、Linux 等关键模块。尽管你可能已经阅读过许多关于 Android Framework、App 、性能优化的文章，但或许因为难以记住代码或不明白其运行流程，你仍感到困惑。通过 Perfetto 这个图形化工具，你可能会获得更深入的理解。

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2. Android Perfetto 系列 1：Perfetto 工具简介
3. Android Perfetto 系列 2：Perfetto Trace 抓取
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正文

使用 Perfetto 分析问题跟使用 Systrace 分析问题的步骤是一样的：

1. 首先你需要抓取 Perfetto 文件
2. 在ui.perfetto.dev 中打开 Trace 文件进行分析或者使用命令行来进行分析

这篇文章就简单介绍一下使用 Perfetto 抓取 Trace 文件的方法，个人比较推荐使用命令行来抓取，不管是自己配置的命令行还是官方的命令行抓取工具，都非常实用。

1. 使用命令行来抓取 Perfetto（推荐）

基本命令 - adb shell perfetto

对于之前一直用 Systrace 工具的小伙伴来说，命令行抓取 Trace 非常方便。同样，Perfetto 也提供了简单的命令行来抓取，最简单的使用方法与 Systrace 基本一致。你可以直接连到你的 Android 设备上使用/system/bin/perfetto命令来启动跟踪。例如：

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//1. 首先执行命令
adb shell perfetto -o /data/misc/perfetto-traces/trace_file.perfetto-trace -t 20s \
 sched freq idle am wm gfx view binder_driver hal dalvik camera input res memory

// 2. 操作手机，复现场景，比如滑动或者启动等

// 3. 将 trace 文件 pull 到本地
adb pull /data/misc/perfetto-traces/trace_file.perfetto-trace

这个命令会启动一个 20 秒钟的跟踪，收集指定的数据源信息，并将跟踪文件保存到/data/misc/perfetto-traces/trace_file.perfetto-trace。

执行 adb pull 命令把 trace pull 出来，就可以直接在ui.perfetto.dev 上打开了。

进阶命令 adb shell perfetto with config file

这里就是 Perfetto 与 Systrace 不同的地方，Perfetto 可以抓取的信息非常多，其数据来源也非常多，每次都用命令行加一大堆配置的话会很不方便。这时候我们就可以使用一个单独的**配置文件(Config)**，来存储这些信息，每次抓取的时候，指定这个配置文件即可。

对于在 Android 12 之前和之后版本上使用 Perfetto 的配置文件传递，以下是详细的指南和对应的命令行示例。

在 Android 12 及之后的设备上

从 Android 12 开始，可以直接使用/data/misc/perfetto-configs目录来存储配置文件，这样就不需要通过 stdin 来传递配置文件了。具体命令如下：

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adb push config.pbtx /data/misc/perfetto-configs/config.pbtx
adb shell perfetto --txt -c /data/misc/perfetto-configs/config.pbtx -o /data/misc/perfetto-traces/trace.perfetto-trace

在这个例子中，首先将配置文件config.pbtx推送到/data/misc/perfetto-configs目录中。然后，直接在 Perfetto 命令中通过-c选项指定配置文件的路径来启动跟踪。

在 Android 12 之前的设备上

由于 SELinux 的严格规则，直接通过文件路径传递配置文件在非 root 设备上会失败。因此，需要使用标准输入(stdin)来传递配置文件。这可以通过将配置文件的内容cat到 Perfetto 命令中实现。具体命令如下：

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adb push config.pbtx /data/local/tmp/config.pbtx
adb shell 'cat /data/local/tmp/config.pbtx | perfetto -c - -o /data/misc/perfetto-traces/trace.perfetto-trace'

这里，config.pbtx是你的 Perfetto 配置文件，首先使用adb push命令将其推送到设备的临时目录中。然后，使用cat命令将配置文件的内容传递给 Perfetto 命令。

Config 的来源

Config 我建议使用 ui.perfetto.dev 的 Record new trace 这里进行选择定制，然后再保存到本地的文件里面，不同的场景就加载不同的 Config 即可，文章最后一部分有详细讲到这部分，感兴趣的可以看一下。

官方也提供了 share 按钮，你可以把你自己的 config share 给其他人，非常方便。同时我也会建了一个 Github 的库，方便大家在分享（进行中）。

官方代码库也有一些已经配置好的，各位可以下下来自己使用：https://cs.android.com/android/platform/superproject/main/+/main:external/perfetto/test/configs/

注意事项

• 确保 adb 正常：在使用这些命令之前，请确保你的设备已经启用了 USB 调试，并且已经通过adb devices命令确认设备已经正确连接。
• Ctrl+C 中断： 当使用adb shell perfetto命令时，如果你尝试使用 Ctrl+C 来提前结束跟踪，这个信号不会通过 ADB 传播。如果你需要提前结束跟踪，建议使用一个交互式的 PTY-based session 来运行adb shell。
• SELinux 限制： 在 Android 12 之前的非 root 设备上，由于 SELinux 的严格规则，配置文件只能通过cat config | adb shell perfetto -c -的方式传递（其中-c -表示从标准输入读取配置）。从 Android 12 开始，可以使用/data/misc/perfetto-configs路径来存储配置文件。
• 在 Android 10 之前的版本, adb 没法直接把 /data/misc/perfetto-traces pull 出来. 你可以使用 adb shell cat /data/misc/perfetto-traces/trace > trace 来替代

2. 使用 Perfetto 提供的官方脚本抓取（强烈推荐）

Perfetto 团队还提供了一个便捷的脚本tools/record_android_trace，它简化了从命令行记录跟踪的流程。这个脚本会自动处理路径问题，完成跟踪后自动拉取跟踪文件，并在浏览器中打开它。本质上这个脚本还是使用的 adb shell perfetto 命令，不过官方帮你封装好了,使用示例：

On Linux and Mac：

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curl -O https://raw.githubusercontent.com/google/perfetto/master/tools/record_android_trace
chmod u+x record_android_trace
./record_android_trace -o trace_file.perfetto-trace -t 10s -b 64mb \
 sched freq idle am wm gfx view binder_driver hal dalvik camera input res memory

On Windows:

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curl -O https://raw.githubusercontent.com/google/perfetto/master/tools/record_android_trace
python3 record_android_trace -o trace_file.perfetto-trace -t 10s -b 64mb \
sched freq idle am wm gfx view binder_driver hal dalvik camera input res memory

同样的，这里也可以通过 -c 来指定配置文件，比如

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curl -O https://raw.githubusercontent.com/google/perfetto/master/tools/record_android_trace
chmod u+x record_android_trace
./record_android_trace -c config.pbtx -o trace_file.perfetto-trace -t 10s -b 64mb \
 sched freq idle am wm gfx view binder_driver hal dalvik camera input res memory

这将会记录一个 10 秒的跟踪，并将输出文件保存为trace_file.perfetto-trace。

执行后会自动抓取 Trace， 自动在浏览器自动打开，非常方便

脚本内容可以直接访问：https://raw.githubusercontent.com/google/perfetto/master/tools/record_android_trace 来查看，

3. 使用手机上的开发者工具来抓取

当然有时候会没有办法连接到电脑上，或者测试内容不能插 usb，这时候就可以使用 Android 上的自带的系统跟踪应用（System Tracing App）来抓取 Trace。这个应用内置于开发者选项中，可以让你通过几个简单的步骤来配置和启动性能跟踪。

启动系统跟踪应用

1. 启用开发者选项：首先，确保你的设备已经启用了开发者选项。如果你的设置里面没有开发者选项，你需要在关于手机那里，找到编译编号，然后连续点击 7 次，就可以打开开发者选项。

2. 打开开发者选项：在设置菜单中找到并打开开发者选项。

3. 启动系统跟踪：在开发者选项中向下滚动直到找到“系统跟踪（System Trace）”或类似的选项。点击它，将打开系统跟踪应用。

大概长下面这样（每个手机可能界面或者文字会有差异，但是功能是一样的）

系统跟踪应用提供了一系列的配置选项，包括但不限于：

• 跟踪时长：你可以指定跟踪的持续时间，例如 10 秒或更长时间。
• 数据源：选择你想要收集数据的来源。这可能包括 CPU、内存、网络等多种不同的数据源。
• 输出文件位置：指定跟踪文件保存的位置。

启动和停止跟踪

配置好所有需要的参数后，你可以通过点击“录制跟踪记录”按钮来启动跟踪。再次“录制跟踪记录”按钮就可以结束抓取，完成抓取后，通常会有一个提示告诉你抓取已经完成，并提供查看或分享跟踪文件的选项。就可以将跟踪文件导出到电脑上，使用 Perfetto 网页 UI 进行更深入的分析。

4. 使用网页端来抓取

网页端抓取的功能比较迷，很多时候你都会抓取失败，比如连不上 adb、连上之后说你需要执行 kill。所以我更推荐大家使用配置好的命令行来抓取，网页端更适合进行 Config 的配置。

Perfetto 还提供了一个强大的 网页端工具（ui.perfetto.dev），允许开发者通过浏览器配置和启动跟踪。你只需要访问 网站，点击“Record new trace”，然后根据需要选择数据源和配置参数。确保你的设备通过 ADB 连接到电脑，并且在网页端选择“Add ADB device”。之后，点击“Start Recording”即可开始收集跟踪数据。

这里选好你想抓取的信息源之后，可以点击 Recording command 来查看，这里可以看到你选好的 Config 的具体内容，你可以分享或者保存到本地的文件里面，用命令行抓取的时候使用。

选取 Config 的时候，Android apps 那一栏里面的 Atrace userspace annotations、Event log (logcat)、Frame timeline 建议都选上（command + a）

另外如果想看调用栈，可以把 Stack Samples 这里的 Callstack sampling 勾选上（注意需要最新版本的 Android 才可以，而且所 debug 的进程得是 debugable 的）

至于其他的有啥用，可以自己探索，后续的 Perfetto 也会介绍到每个部分和他在 Trace 上的呈现，帮助大家更快入手 Perfetto。

从网页端提取参数

前面提到网页端的可以图形化选择 Config 这个很方便，选好之后，点击 Recording command 这里，就可以看到已经选好的 Config，你在保存的时候记得把下面这几行去掉就可以了

参考文档

1. https://perfetto.dev/docs/quickstart/android-tracing
2. https://perfetto.dev/docs/concepts/config
3. https://developer.android.com/tools/releases/platform-tools?hl=zh-cn
4. https://mp.weixin.qq.com/s/nsqc51L5T4mrTUVsPgkj6A
5. https://juejin.cn/post/7344983784549400613
6. https://cs.android.com/android/platform/superproject/main/+/main:external/perfetto/test/configs/

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本篇是 Perfetto 系列文章的第一篇，主要是简单介绍 Perfetto 工具，包括 Perfetto 的历史、发展，以及 Perfetto 能做什么。

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正文

2019 年开始写 Systrace 系列，陆陆续续写了 20 多篇，从基本使用到各个模块在 Systrace 上的呈现，再到启动速度、流畅性等实战，基本上可以满足初级系统开发者和 App 开发者对于 Systrace 工具的需求。通过博客也加了不少志同道合的小伙伴，光交流群就建了有 6 个。这里非常感谢大家的支持。

随着 Google 宣布 Systrace 工具停更，推出 Perfetto 工具，Perfetto 在我的日常工作中已经基本能取代 Systrace 工具。同时 Oppo、Vivo 等大厂也已经把 Systrace 切换成了 Perfetto，许多新接触 Android 性能优化的小伙伴对于 Perfetto 那眼花缭乱的界面和复杂的功能感觉头疼，希望我能把之前的那些 Systrace 文章使用 Perfetto 来呈现。

所以就有了这个系列，我也有在星球里面写了几条为什么要更新 Perfetto 系列的原因（之前一直觉得 Systrace 系列就够了）：

1. 目前 Oppo、Vivo 这些手机厂商内部，都已经切换成 Perfetto 了，不管是抓 Trace 还是看 Trace，都在使用 Perfetto ，很多新人接触的都是 Perfetto 而不是 Systrace ，守着之前的老 Systrace 系列会流失这部分读者
2. 之前的 Systrace 系列，对应的 Code 已经比较老了，全新的 Perfetto 系列可以使用 Android 14 的 Code 来进行更新
3. 个人对 Perfetto 的使用也没有很深入，有些高阶功能目前还只是浅尝辄止。可以通过重写 Perfetto 系列来进行这部分内容的强化
4. Perfetto 是个很强大的工具，他的背后是整个 Android + Linux 系统，所以在写这个系列的时候，应该是以他背后的这个 Android + Linux 为主，而不是仅仅局限于 Perfetto 这个工具。工具只是我们观测 Android + Linux 的方式，理解整个 Android 系统运行的规律，思考其运行的原理，通过工具挖掘问题，通过问题思考本质，这才是对开发者来说有意义的
5. 很多 Android 系统运行相关的内容，Perfetto 的官方文档还是没有讲，这部分我这边可以作为补足；另外官方文档是英文版本的，中文博客可以补充这方面。
6. Perfetto 可以拿到 Google Dev Fest 上作为演讲内容～。

Paul Graham 说：要么给大部分人提供有点想要的东西，要么给小部分人提供非常想要的东西。Perfetto 其实就是小部分人非常想要的东西，那就开始写吧，欢迎大家多多交流和沟通，发现错误和描述不准确的地方请及时告知我，我会及时修改，以免误人子弟。

性能分析为什么需要上帝视角

在介绍 Perfetto 之前，我们需要了解为什么性能分析需要 Systrace 和 Perfetto 这样的工具：以 Android 系统为例，影响性能的因素是非常多的：App 自身质量、系统各个模块的性能、Linux 的性能、硬件性能，再加上各个厂商的策略、厂商定制的功能、系统自身的负载、低内存、发热、Android 各个版本的差异、用户的使用习惯等。这都不是通过分析某一个 App 或者某一个模块就能知道原因的，我们需要一个上帝视角，从更高的纬度来看 Android 系统的运行情况。

而 Perfetto 工具就提供了这样的一个上帝视角，通过上帝视角我们可以看到 Android 系统在运行时的各个细节，比如

1. Input 事件是怎么流转的
2. 你正在使用的 App 的每一帧是怎么从 App 产生到上屏的
3. CPU 的实时频率、负载、摆核、唤醒等
4. 系统中的各个 App 是怎么运行的
5. ….

App 开发者和 Android 系统开发者也都会在重要的代码逻辑处加上 Trace 点，打开部分 Debug 选项之后，更是可以得到非常详细的信息，甚至一个 Task 为什么摆在某个 cpu 上，都会有详细的记载。通过这些在 Perfetto 上所展示的信息，我们能初步分析到性能问题的原因，接下来继续分析就会有针对性。

同样为了说明性能优化的复杂性，可以看看 <性能之巅**> 这本书中对于性能的描述，具体来说就是方法论，非常贴合本文的主题，也强烈推荐各位搞性能优化的同学，把这本书作为手头常读的方法论书籍：系统性能工程是一个充满挑战的领域，具体原因有很多，其中包括以下事实，系统性能是主观的、复杂的，而且常常是多问题并存的**

性能是主观的

1. 技术学科往往是客观的，太多的业界人士审视问题非黑即白。在进行软件故障查找的时候，判断 bug 是否存在或 bug 是否修复就是这样。bug 的出现总是伴随着错误信息，错误信息通常容易解读，进而你就明白错误为什么会出现了
2. 与此不同，性能常常是主观性的。开始着手性能问题的时候，对问题是否存在的判断都有可能是模糊的，在问题被修复的时候也同样，被一个用户认为是“不好”的性能，另一个用户可能认为是“好”的

系统是复杂的

1. 除了主观性之外，性能工程作为一门充满了挑战的学科，除了因为系统的复杂性，还因为对于性能，我们常常缺少一个明确的分析起点。有时我们只是从猜测开始，比如，责怪网络，而性能分析必须对这是不是一个正确的方向做出判断
2. 性能问题可能出在子系统之间复杂的互联上，即便这些子系统隔离时表现得都很好。也可能由于连锁故障（cascading failure）出现性能问题，这指的是一个出现故障的组件会导致其他组件产生性能问题。要理解这些产生的问题，你必须理清组件之间的关系，还要了解它们是怎样协作的
3. 瓶颈往往是复杂的，还会以意想不到的方式互相联系。修复了一个问题可能只是把瓶颈推向了系统里的其他地方，导致系统的整体性能并没有得到期望的提升。
4. 除了系统的复杂性之外，生产环境负载的复杂特性也可能会导致性能问题。在实验室环境很难重现这类情况，或者只能间歇式地重现
5. 解决复杂的性能问题常常需要全局性的方法。整个系统——包括自身内部和外部的交互——都可能需要被调查研究。这项工作要求有非常广泛的技能，一般不太可能集中在一人身上，这促使性能工程成为一门多变的并且充满智力挑战的工作

可能有多个问题并存

1. 找到一个性能问题点往往并不是问题本身，在复杂的软件中通常会有多个问题
2. 性能分析的又一个难点：真正的任务不是寻找问题，而是辨别问题或者说是辨别哪些问题是最重要的
3. 要做到这一点，性能分析必须量化（quantify）问题的重要程度。某些性能问题可能并不适用于你的工作负载或者只在非常小的程度上适用。理想情况下，你不仅要量化问题，还要估计每个问题修复后能带来的增速。当管理层审查工程或运维资源的开销缘由时，这类信息尤其有用。
4. 有一个指标非常适合用来量化性能，那就是 延时（latency）

Perfetto 介绍

Perfetto 是一个高级的开源工具，专为性能监测和分析而设计。它配备了一整套服务和库，能够捕获和记录系统层面以及应用程序层面的活动数据。此外，Perfetto 还提供了内存分析工具，既适用于本地应用也适用于 Java 环境。它的一个强大功能是，可以通过 SQL 查询库来分析跟踪数据，让你能够深入理解性能数据背后的细节。为了更好地处理和理解大规模数据集，Perfetto 还提供了一个基于 Web 的用户界面，使你能够直观地可视化和探索多 GB 大小的跟踪文件。简而言之，Perfetto 是一个全面的解决方案，旨在帮助开发者和性能工程师以前所未有的深度和清晰度来分析和优化软件性能。

谷歌在 2017 年开始了第一笔提交，随后的 6 年（截止到 2024）内总共有 100 多位开发者提交了近 3.7W 笔提交，几乎每天都有 PR 与 Merge 操作，是一个相当活跃的项目。 除了功能强大之外其野心也非常大，官网上号称它是下一代面向可跨平台的 Trace/Metric 数据抓取与分析工具。应用也比较广泛，除了 Perfetto 网站，Windows Performance Tool 与 Android Studio，以及华为的 GraphicProfiler 也支持 Perfetto 数据的可视化与分析。 我们相信谷歌还会持续投入资源到 Perfetto 项目，可以说它应该就是下一代性能分析工具了，会完全取代 Systrace。

如果你已经习惯使用 Systrace，那么切换到 Perfetto 会非常顺滑，因为 Perfetto 是完全兼容 Systrace 的。你之前抓的 Systrace 文件，可以直接扔到 Perfetto Viewer 网站里面直接打开。如果你还没有适应 Perfetto ，你也可以从 Perfetto Viewer 一键打开 Systrace。

下图是 Perfetto 的架构图，可以看到 Perfetto 包含了三大块：

1. Record traces ：即数据抓取模块，可以看到抓取的内容和来源非常丰富，Java、 Native 、Linux 都有涉及到，相比 Systrace 要丰富很多。
2. Analyze traces ：主要是 trace 分析模块，包括 Trace 解析、SQL 查询、Metrics 分析等，这部分有专门的命令行工具提供，方便大家直接调用或者在工具链里面去调用。
3. Visualize Traces：Trace 的呈现、抓取等
   

这几个模块在后续的系列文章中都会详细介绍

Perfetto 的核心优势和功能亮点：

通过长时间的使用和对比，以及看各种分享，总结了一下 Perfetto 的核心优势和功能两点

1. 支持长时间数据抓取：

   • Perfetto 通过后台服务支持长时间数据抓取，利用 Protobuf 编码存储数据。

2. 数据来源与兼容性：

   • 基于 Linux 内核的 Ftrace 机制，记录用户空间与内核空间的关键事件。
   • 兼容 Systrace 的功能，并有望最终取代它。

3. 全面的数据支持：

   • 支持 Trace、Metric 和 Log 类型的数据。
   • 提供多种数据抓取方式，包括网页、命令行工具、开发者选项以及 Perfetto Trigger API。

4. 高效的数据分析：

   • 提供数据可视化网页，支持大文件渲染，优于 Systrace。
   • Trace 文件可转换为 SQLite 数据库文件，支持 SQL 查询和脚本执行。
   • 提供 Python API，允许将数据导出为 DataFrame 格式，为深入分析提供便利。
   • 支持函数调用堆栈展示。
   • 支持内存堆栈展示。
   • 支持 pin 住你感兴趣的行到最上面，不用一直上下翻(通过脚本可以一打开就自动 pin)
   • 支持可视化 Binder 调用和跳转
   • 支持很方便的查询唤醒源
   • 支持 Critical Task 的可视化查询

5. Google 的持续更新：

   • Google 的工具团队在持续更新 Perfetto，版本 Release 和 Bugfix 都非常及时，可以在 Github 上观察。

这里专门提一下 SQL，Perfetto 可以使用 SQL 这是一个巨大的改进，他在解析 Trace 文件的时候，会内建许多 SQL 表和图，方便使用 SQL 语句进行查询，比如下面这几个查询，就是非常实用的（图来自内核工匠）。

另外他的官方文档里面，介绍到对应的部分，也会把对应的 SQL 以及查询结果示例贴出来。

有了这个，就再也不怕老板说你没有数据了，分分钟 SQL 查出来，表格转图标，一份高质量的 Report 就出来了：优化前后，xxx 指标下降了 xx%，属实是非常方便的。

相比 Systrace 没那么好用的地方

Vsync-App 没那么直观

Vsync-App 在 Perfetto 相对来说没那么直观，比如你看习惯了 Systrace 中 Vsync-App 那条贯穿整个 Trace 的竖线，你再看 Perfetto 就没有这个，就会觉得怪怪的：

Perfetto 中，你可以把 Vsync-App Pin 到最上面来看 Vsync 信息

Systrace 中，Vsync 以竖线的方式贯穿整个 Trace，很容易辨别：

当然 Perfetto 取消这个也是有理由的：Vsync-App 其实并不能说明 App 有性能问题，Perfetto 使用了另外一个方式来展示，如果你用 Perfetto 命令抓的 Trace，就会有下面这个信息，记录了 App 一帧的 Expected Timeli 和 Actual Timeline 。相比 Vsync-App，这两指标更能说明问题：原文档

1. 预期时间线每个切片代表应用程序用于渲染帧的时间。为了避免系统出现卡顿，应用程序需要在这个时间范围内完成。开始时间是调度 Choreographer 回调的时间。
2. 实际时间线这些切片代表了应用程序完成帧的实际时间（包括 GPU 工作）并将其发送到 SurfaceFlinger 进行合成的时间。开始时间是应用程序开始运行的时间。这里的切片的结束时间代表的是。后处理时间是应用程序的帧被发布到 SurfaceFlinger 的时间。

通过看 Expected Timeli 和 Actual Timeline 的差异，我们可以很快速定位到卡顿的点（红色标识的 Actual Timeline 那一帧就是卡顿）

其计算方式如下，看了图你就知道为什么这两个是更准确的(包含了 GPU 执行时间）

相对应的，SurfaceFlinger 也有这两个指标

折叠功能比较烂，比较废屏幕

如果你是普通的宽屏，打开 Perfetto 随便 Pin 几个关键线程到最上面，你下面的可操作空间就很小了，如果碰到某个关键线程堆栈比较长，那就更是顶级折磨了，而且他这个堆栈还不能折叠（Systrace 可以）

解决办法：

1. 少 Pin 几个关键线程 （那还有啥乐趣）
2. 把显示器竖起来（宽度就打折了）

最终我们找到了完美的方案：换成 LG 那个魔方屏幕，16:18 ，看 Perfetto 简直是绝配（办公室已经被我安利有三台了）

1. 不差钱：LG 28MQ780 - 3599
2. 平替：[联合创新 28C1Q - 2999](https://item.jd.com/100058985199.html）

参考文档

1. Perfetto Github 库
2. Perfetto 官方文档
3. 内核工匠 - Perfetto 进阶

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