?移動應用常見性能指標

? 要對應用開展性能測試，首先需要了解需要重點關注哪些指標？指標的參考范圍大致是多少？可采用哪些工具收集這些指標？如何收集？如果指標有異常，大致有哪些high level的優化思路。這篇博客從cpu，內存，網絡，其他，四個方面整理了移動應用常見指標以及參考值范圍。具體如下圖所示：（需要注意：指標數據范圍僅供參考，以內存占用大小為例，國內很多app，實際應用大小都超過了200MB）

如何用Android Studio Profile分析應用性能

? 使用Android studio上運行移動應用，在工具最下面，會自動顯示Profile工具菜單，如果沒有看到這個菜單，還可以通過View/Tool Windows/中選擇Profile工具。選擇虛擬設備，以及選擇應用后，就可以通過profile觀察應用消耗的cpu，內存等信息了。

? 除了Android Profiler，還可以使用App Inspector觀察應用的網絡請求情況，數據庫連接情況，后臺任務情況等信息。通過收集這些信息進行性能評估。

? 在Android studio上還可以連接Firebase觀察crash情況。在App Quality Inspect菜單中，選擇Firebase，安裝FireBase官網給出的配置建議完成配置后，即可通過FireBase觀察應用Crash情況。

? 除了上面的性能數據收集分析工具，在Android studio中還可以查看logcat日志，查看應用運行過程中的異常信息，可幫助開發更好的進行分析。Android studio上的工具總體來將大部分都是白盒層面的工具，除了這些工具，實際還可以通過第三方黑盒類工具進行性能數據收集和分析。

如何用charles、wireshark等分析網絡情況

? 如果要使用工具對移動應用進行抓包，大致可以分為三個步驟。步驟一：在工具上設置代理端口以及bypass的URL，這樣所有通過這個端口的流量都會轉發到代理工具上。步驟二：保證移動應用和電腦連接到相同的wifi上，這樣可以保證通過內部IP地址訪問時，可以相互訪問，在手機上將電腦的內部IP地址+工具的代理端口設置為手機的代理，這樣所有經過手機的流量，實際都會轉發到電腦上安裝的代理工具上。步驟三：下載證書，并在手機上信任證書，這樣https的請求才能被解碼顯示。下面以charls和fidder為例子，簡要演示如何通過抓包工具抓取移動手機上http/https請求。

步驟一：代理端口和規則設置

下面是Fidder的connections菜單的設置，這里代理的端口是8866，enable“Allow remote devices to connect”，Bypass URLs中增加了*，即所有的請求都被代理轉發。

如果選用Charles來抓包，charles的默認端口是8888，這里也需要配置SSL proxying，增加了*，即所有的請求都被抓取并轉發。

步驟二：移動手機上手動設置代理

在手機上設置代理前，首先需要知道電腦的內網IP，這個IP可以從代理工具上獲取，以charles為例，在help菜單下，點擊“Install Charles Root certification on a Mobile Device”,即可顯示電腦的內網IP地址，當然，你也可以通過ifconfig命令獲取IP地址。

? 在移動手機的wifi菜單下，手動設置代理的IP地址的端口，如下圖所示：這里用的是Fidder的代理地址信息。設置代理后，所有的手機上的流量就能被抓包工具獲取，并進行轉發。

步驟三：下載安裝證書，并信任證書

? 代理設置后，就可以按工具的提示信息，到指定web地址上下載證書，下載后安裝，并信任證書。以Android手機為例，設置-安全-更多安全設置-加密與憑據-安裝證書，選擇剛才通過網站下載的證書，即可進行安裝。安裝完成后，在該目錄還有個用戶憑證的菜單，進入查看確保剛才的證書已經添加進去了。（需要注意一點：必須先設置代理，到chls.pro/ssl地址上才能下載證書。其他抓包工具如Fidder，HTTP toolkit等也是相同的步驟）

? 安裝證書后，即可開始用Fidder或者Charls進行抓包了。在手機上訪問移動app或者在瀏覽器上訪問網站，在工具中會顯示所有的https/http請求信息。下圖是Fidder中抓取到的http請求信息，可以看到里面包含了整個請求耗費的時間，以及分段時間（即DNS time/TCP connect Time/HTTPS Handshake Time等），除時間外，還包括包的大小信息，通過這些信息，可以有效進行性能分析。

? 當然，除了Fidder，Charles也同樣可以獲取到https/http請求的時間，包大小等信息。具體如下所示：

? 對于https請求，為什么charles等工具可以進行解碼呢？Charles和類似的中間人（Man-in-the-Middle, MITM）代理工具能夠解密 HTTPS 請求的原因在于它們能夠扮演客戶端和服務器之間的中間人角色，通過安裝自簽名根證書來實現。以下是詳細的解釋其工作原理和具體步驟：
? Charles 生成一個自簽名的根證書，并要求用戶在其設備上安裝并信任這個根證書。當 Charles 代理 HTTPS 請求時，它會在客戶端和目標服務器之間建立兩個獨立的 SSL/TLS 連接。對于每一個客戶端請求，Charles 生成一個與目標服務器對應的偽造證書，這個偽造證書是用 Charles 的自簽名根證書簽名的。

? Charles 與客戶端建立 SSL/TLS 連接，并將自己偽裝成目標服務器。因為客戶端信任 Charles 的根證書，所以它會信任這個偽造的服務器證書。
? 同時，Charles 與目標服務器建立另一個 SSL/TLS 連接，并使用服務器的真實證書進行通信。Charles 代理解密從客戶端發送到服務器的加密數據，然后將其轉發到目標服務器。同樣地，它解密從服務器返回到客戶端的加密數據，再將其轉發回客戶端。

? 當然，如果請求數據是應用層加密的，Charles 或其他類似的工具無法直接解密這些內容。你需要應用本身的密鑰和算法來解密，這通常是不可能的，因為這些信息對于普通用戶來說是不可訪問的。例如，抓取weixin的包，是無法看到包的request具體內容的，應該是weixin進行了請求數據層面的再次加密。

? charles和fidder主要是抓取https/http請求，如果要對網絡進行更加細致的分析，需要配合wireshark，wireshark是一個開源的抓包分析工具，對于https請求，wireshark不支持自動解密操作，這個部分可以用charles或者fidder解決。當開啟了charles或者fidder一類的工具后，因為移動手機上的所有流量都會經過代理工具，所以開啟wireshark，選擇以太網端口抓取流量，即可抓取電腦上所有流量，再通過在過濾器中設置過濾來查看需要的分析的包信息。啟動wireshark(這里為了不會有權限問題，使用sudo命令啟動應用：sudo /Applications/Wireshark.app/Contents/MacOS/Wireshark)。在filter中通過設置ip地址為移動手機地地址來篩選出移動手機上的所有請求，然后進行分析。

? 當然，除了啟動代理工具，來讓wireshark抓取移動手機上流量包外，還可以在電腦上開啟熱點，手機連接到熱點網絡上，在啟動wireshark時選擇熱點網路，也可以實現抓取移動手機上流量的效果。

如何用UIAutomator2進行巡檢

? 除了上面的性能數據收集工具，還可以使用Android提供的UIAutomator2工具編寫巡檢代碼。自動檢查某些關鍵操作是否在期望時間內完成。例如，這里假設期望的所有操作都能在200ms內完成，下面代碼調用Android提供的uiautomator2框架，對應用的一些需要檢查的元素進行操作，并判斷耗費的時間，將生成的結果存儲到巡檢報告文件中。為了測試更加穩定，也可以多次操作，求平均值，如果平均值在200ms內即可。

import uiautomator2 as u2
import time# 連接設備
d = u2.connect()# 定義關鍵元素的資源ID或其他屬性
elements_to_check = [{"resourceId": "com.example:id/button1"},{"resourceId": "com.example:id/button2"},{"resourceId": "com.example:id/input_field"},{"resourceId": "com.example:id/submit_button"}
]def check_operation_timing(element):# 開始計時start_time = time.time()# 執行操作try:el = d(**element)if el.exists:el.click()else:print(f"元素 {element} 不存在")return False, 0except Exception as e:print(f"操作失敗: {e}")return False, 0# 結束計時end_time = time.time()# 計算響應時間response_time = (end_time - start_time) * 1000  # 轉換為毫秒# 檢查響應時間是否在200ms以內if response_time <= 200:print(f"操作成功，響應時間：{response_time:.2f} 毫秒")return True, response_timeelse:print(f"操作超時，響應時間：{response_time:.2f} 毫秒")return False, response_timedef perform_inspection(elements):response_times = []for element in elements:success, response_time = check_operation_timing(element)if success:response_times.append(response_time)time.sleep(0.5)  # 添加一些延遲，以避免設備過載return response_times# 進行巡檢
response_times = perform_inspection(elements_to_check)# 統計結果
if response_times:average_time = sum(response_times) / len(response_times)print(f"平均響應時間：{average_time:.2f} 毫秒")
else:print("沒有成功的操作")# 處理巡檢結果，例如，保存到文件或數據庫

? 以上就是在進行移動應用性能測試分析時，需要關注的常用指標以及一些常用工具的使用。