App性能测试——功耗测试

发表于 分类于

功耗

功耗，通俗的理解即电流通过导体使设备运行，导体本身的电阻将电能转换为热能的过程，因此，通常功耗测试也叫电量测试。

耗电量测试是指测试App在运行过程中消耗的能量。
设备运行期间消耗能量公式：W = w * t = U * I * t

  • w表示单位时间耗电量
  • U为电池供电电压
  • I为电流值
  • t为测试时间
    通常来说U可以认为不变，对于平稳的测试过程，耗电量与测试时间成正比。

移动设备功耗

由于移动设备的电池容量限制，所以对于App的功耗也是需要考虑的一个方面。Android的很多特性都比较耗电（如屏幕、GPS、sensor传感器、唤醒机制wakelock、CPU、连网等等），我们必须要慎重检查APP的电量使用，以免导致用户手机过度耗电发热，带来不良体验。

主要的耗电场景有：

  • screen:屏幕显示画面会耗电。
  • cpu：复杂的运算逻辑、死循环等会直接导致CPU负载过高，会导致耗电；
  • wakelock：唤醒锁,只要有应用拿到wakelock这个锁，系统就无法进入睡眠状态。频繁wakelock或者申请了wakelock没有释放，会导致耗电；
  • wifiscan和wifilock：wifiscan和wifilock也会导致手机的wifi模块处于激活状态，频繁的wifiscan或者wifilock不释放，会导致耗电；
  • sensor：传感器打开后会导致系统持续监听设备外围环境的数据变化，使用后不及时关闭，会导致耗电；
  • network：大量的数据传输，或者长时间的移动网络数据传输会导致耗电；
  • gps：gps也是一种传感器，定位中完成后没有及时关闭，会导致耗电。

Android功耗

目前很多定制Android 系统支持查看App耗电量查看，如下图所示是魅族Flyme系统的应用电量消耗图。

meizu-battery

Android 电量测试

API

按照Android 系统规则，设备制造商必须在/frameworks/base/core/res/res/xml/power_profile.xml中提供组件的电源配置文件，该配置文件定义了每个耗电项的具体计算单位，内容样例可以点击查看 power_profile.xml

但是从Android 4.4开始系统电量权限做了严格的限制，随着现在系统版本越来越高，使用API获取电量不太现实。

硬件工具

基于基于硬件的测试方案，使用用电量表来测试手机耗电量。该方法优点是测试比较精准，同样缺点也很明显缺点：采购成本高，测试的是整个手机，不是被测APP，测试时要减少系统本身和其他app的干扰。得到数值无法直接参考，不知道合理还是偏高。不能给出进一步参考，比如具体哪个app方面消耗电量比较多。

batterystats

使用dumpsys batterystats 命令可用来生成关于设备电池使用情况的统计数据，这些数据按唯一用户 ID (UID) 进行整理。统计信息包括以下内容：

  • 电池相关事件的历史记录
  • 设备的全局统计信息
  • 每个UID 和系统组件的大致用电量
  • 单个应用的每个数据包占用的移动网络毫秒数
  • 系统 UID 汇总统计信息
  • 应用 UID 汇总统计信息

bugreport

Android为了方便开发人员分析整个系统平台和某个App在运行一段时间之内的所有信息，专门开发了bugreport工具。 输入命令adb bugreport [filepath]/ 即可执行信息采集，并生成zip或者txt文件格式的数据文件。

Battery Historian

Batterystats 是包含在 Android 框架中的一种工具，用于收集设备上的电池数据。您可以使用 adb 将收集的电池数据转储到PC，并创建一份可使用分析的报告。Battery Historian 会将报告从 Batterystats 转换为可在浏览器中查看的 HTML 报告。

注意：要使用 Batterystats 和 Battery Historian，您需要一台搭载 Android 5.0 或更高版本且启用了 USB 调试功能的移动设备。

电量数据收集

  1. 收集电池的历史数据
1
2
λ adb shell dumpsys batterystats --enable full-wake-history
Enabled: full-wake-history
  1. 重置电池数据
1
2
adb shell dumpsys batterystats --reset
Battery stats reset.

  1. 断开设备与电脑的连接，以便只从设备的电池中消耗电流，然后执行指定的App进行相关操作。

  2. 使用命令adb bugreport 导出电量信息结果，这里需要注意的是Android 7.0以上系统版本和Android 7.0以下命令不同。

  • Android 7.0以上系统版本：
    1
    2
    adb bugreport C:\Users\Shuqing\Desktop\bugreport.zip
    /data/user_de/0/com.android.shell/files/bugreports/bugreport-meizu_M1822_...-01-44.zip: 1 file pulled, 0 skipped. 15.4 MB/s (3393069 bytes in 0.210s)
  • Android 7.0以下系统版本

获取bugreport信息（记录了从开机之后详细的dumpsys,dumpstate和logcat信息）

1
2
adb bugreport > [path]bugreport.txt

获取dumpsys信息（获取系统信息：比如内存CPU，accounts，activities，wifi等信息）

1
adb shell dumpsys batterystats > 存放的电脑地址/batterystats.txt

或者获取指定的应用程序的dumpsys信息：

1
adb shell dumpsys batterystats > 包名 > 存放的电脑地址/batterystats.txt

电量数据解析

Battery Historian 一款由Google提供的Android系统电量分析工具，从手机中导出bugreport文件上传至页面，在网页中生成详细的图表数据来展示手机上各模块电量消耗过程，最后通过App数据的分析制定出相关的电量优化的方法。

  1. 使用Battery Historian需要在本地安装，最简单的方法使用docker安装，然后执行如下命令。
1
docker run -d -p 9999:9999 bhaavan/battery-historian

执行完成后使用浏览器打开链接：http://localhost（IP）:9999 即可看到Battery Historian界面。

Battery Historian

注意

上传生成的报告文件然后点击submit提交即可，如果上传后没有显示submit按钮，则需要科学上网。原因是因为web某些资源没有加载出来，其中的一些资源需要访问Google服务器，但是这些资源被墙了，无法访问。只要解决了墙的问题，submit的问题也就迎刃而解了。

如果不想在本地搭建环境，那么可以访问在线的解析平台：https://bathist.ef.lc/ (网站可能打不开，原因你懂的)

查看整体电量数据

上传数据解析之后如下图所示，可以查看到详细数据展示。

Battery Historian index

  • 横坐标是一个时间范围。以重置为起点，获取bugreport内容时刻为终点。坐标的间隔，会随着时间的长度发生改变。
  • 纵坐标是消耗电量的具体内属性。
  • 黑色曲线是测试过程中整体的电量信息。将Show bars的勾选去掉可以只展示该曲线。

重点参数说明：

  • battery_level：剩余电量，可以看出电量的变化。
  • plugged：充电状态，这一栏显示是否进行充电，以及充电的时间范围。
  • Longwakelock:该属性记录了长时间使设备保持唤醒的进程。
  • screen：屏幕是否点亮。可以用于考虑睡眠状态和点亮状态下电量的使用信息。
  • top app：该栏显示当前时刻哪个app处于最上层，就是当前手机运行的app。用来判断某个app对手机电量的影响。
  • Coulomb charge电量消耗值，单位毫安时mAh。
  • Temperature 电池温度。
  • discharge rate 放电率，是表示电池放电快慢的一种度量。

discharge_rate

查看单个进程电量消耗数据

在App Selection中选择指定的App进程，即可查看该进程的耗电数据。

Battery Historian app

iOS功耗测试

Energy Log

启动Instruments，选择你的设备和要检测的app，打开Energy Log，如下图所示：(充电然后进行电量测试不合理)

Energy Log

选择设备和应用进行执行之后可以查看到电量消耗情况

Energy Log result

iOS电量测试

1.打开设置-开发者-Logging

logging

image

  1. 打开Energy，然后点击开始录制。

image

  1. 执行应用操作
  2. 完成后，返回“设置”>“开发者”>“Logging”，然后点击“stop recording”。

stop recording

  1. 连接设备，打开instrument,启动Energy Log，从设备导入数据。

import data

  1. 导入完成后即可查看数据信息。
    Energy Log result

参考资料