app性能测试

2023-11-04 20:37:52

1 app性能测试

提到APP的性能测试这个概念比较笼统，因为APP的性能测试分为服务端的性能和手机端的性能测试

1.1 app服务端性能测试

app服务端的性能测试，利用jmeter等工具模拟并发，压测服务器系统，服务端性能测试，一般可以通过接口来测，关注的指标主要包括以下几个:

平均响应时间

错误率

吞吐量

CPU/内存占用率

网络/硬盘的读写速度

1.2 app客户端性能测试

app客户端的性能测试，主要是指app运行操作过程当中，监测当前手机系统的一些性能指标，以此来确定app的性能是否会影响到用户的体验。app的性能指标主要包括以下几个：

启动速度

CPU占用率

内存占用率

电量消耗

流量消耗

流畅度

2 测试方案及工具选择

2.1 perfdog

官网：https://perfdog.qq.com/

介绍：腾讯出品的移动全平台iOS/Android性能测试、分析工具平台。

特点

  1. 无需ROOT/越狱
  2. 支持移动全平台
  3. 数据准确，工具本身对测试设备CPU的性能影响<1%，帧率无影响
  4. 应用广泛支持所有APP应用、游戏、小程序、小游戏、H5、web等
  5. 云端数据在线分析
  6. 支持团队合作

2.2 测试方案

2.2.1 启动时间

手机APP的启动时长是一个很容易被用户感知的性能指标，启动时长过长会让用户极不愿意继续等待。因此启动时长是一项比较靠前的性能指标。APP的启时长分为两种情况，一种是冷启动时间，另一种是热启动。

冷启动：应用序首次启动，进程首次创建并加载资源的过程
热启动：指app没有被后台杀死，仍然在后台运行，通常我们再次去打开这个app，这种启动方式叫热启动

1）场景设计

  1. 冷启动

    场景设计：清除后台所有应用，等待数秒 ，启动软件

  2. 热启动

    场景设计：切换到桌面，等待数秒 ，重新切换回应用

2）测试方法

  • 使用adb命令进行测试

    • 冷启动：应用进程首次启动

      • adb shell am start -W 包名/界面名

    • 热启动：切换到主页后再启动应用

      • adb shell input keyevent 3
      • adb shell am start -W 包名/界面名

3）结果分析：

通过adb命令可获取的时间如下：

ThisTime ：该界面 ( activity ) 启动耗时（毫秒）

TotalTime ：应用自身启动耗时 = ThisTime + 应用 application 等资源启动时间（毫秒）

WaitTime ：系统启动应用耗时 = TotalTime + 系统资源启动时间（毫秒）

如何确定启动时间是否符合标准？

  1. 根据用户体验

  2. 和以往版本进行对比

  3. 横向对比，和同类产品一起测试，不超过同类产品的1倍

2.2.2 流畅度(FPS)

FPS是图像领域中的定义，是指画面每秒传输帧数，通俗来讲就是指动画或视频的画面数。FPS是测量用于保存、显示动态视频的信息数量。每秒钟帧数愈多，所显示的动作就会愈流畅。

FPS（1s内游戏画面或者应用界面真实平均刷新次数，俗称帧率/FPS）

  • AVG(FPS)：平均帧率（一段时间内的平均FPS）
  • Var(FPS)：帧率方差（一段时间内FPS方差）
  • Drop(FPS)：降帧次数（平均每小时相邻的个FPS点下降大于8帧的次数）

Jank（1s内卡顿次数）

  • BigJank：1s内严重卡顿次数
  • Jank(/10分钟)：平均每十分钟卡顿次数
  • BigJank(/10分钟)：平均每十分钟严重卡顿次数

FTime（上下两帧画面显示时间间隔，即认定为帧耗时）

  • AVG(FTime)：平均帧耗时
  • Delta(FTime)：增量耗时（平均每小时两帧之间时间差>100ms的次数）

PerfDog-Stutter(卡顿率)

PerfDog Stutter 定义：测试过程中，卡顿时长的占比。即Stutter(卡顿率)=卡顿时长/总时长

1）场景设计

打开被测软件的每一个页面进行测试

2）测试方法

在app上进行操作，使用perfdog工具采集数据

3）结果分析：

游戏方面

​ 游戏流畅度是最影响用户体验的，所以需要重点关注FPS、Jank及卡顿率。

app性能测试

APP方面

APP也需要关注FPS、Jank及卡顿率。只是需要区分使用场景，具体的数据对比可以和以往版本进行对比，也可和竞品横向对比。

​ 1) 静态页面窗

​ 只需关注FPS，理论FPS应该为0，否则，说明有冗余刷新，容易引起手机发热及耗电。

​ 2) 有滚动动画页面窗口

​ 只需关注FPS，FPS处于合适值即可，无需高频刷新。

​ 3) 快速滑动页面窗口

​ 需要关注FPS、Jank及卡顿率。一般滑动状态下，帧率越高越好，Jank越小越好。

​ 4) 播放视频页面窗口

​ 需要关注FPS、Jank及卡顿率，视频卡顿直接影响用户。视频一般帧率18-24帧，Jank=0。比如微信播放视频、视频播放器等。

2.2.3 CPU利用率

某些场景下我们去使用App，可能会碰到手机会出现发热发烫的现象。这是因为CPU使用率过高、CPU过于繁忙，会使得整个系统无法响应用户，整体性能降低，用户体验变得相当差，主要关注的是cpu的占用率

  • CPU Usage：传统cpu利用率，也叫未规范化cpu利用率

    • 计算方法：当前时刻cpu频率下，CPU Usage = CPU执行时间/CPU总时间，一般adb等获取的都是未规范化的cpu利用率

  • CPU Usage(Normalized)：规范化cpu利用率

    • 由于移动设备CPU频率时刻变化，用传统CPU利用率计算方法，假定在低频率时刻计算出CPU利用率=30%，和在CPU高频时刻计算出CPU利用率=30%。同样都是30%但性能消耗是完全不样的，明显高频消耗更高。传统CPU利用率已无法真实反映性能消耗。

      所以我们需要一种规范化(可量化)的统计方式。将频率因素考虑进去。

      CPU Usage(Normalized)= (CPU执行时间/CPU总时间) * (当前时刻所有CPU频率之和/所有CPU频率最大值之和)。

1）CPU 测试场景设计

  • 测试点：

    1. 空闲时间(切换至后台)的消耗，基本没大应用使用cpu

    2. 在运行一些应用的情况下，cpu已占50%的情况下，观察应用程序占用cpu的情况

    3. 在高负荷的情况下看CPU的表现（cpu占用应是在80%以上）

  • 具体场景：

    1. 应用空闲状态运行监测CPU占用率，空闲状态：应用按Home键退到后台，不再占用系统的状态（通常是灭屏半分钟后），CPU占用率=0%
    2. 应用中等规格运行监测CPU占用率，中等规格：模拟用户最常见的使用场景，CPU占用率≤30%
    3. 应用满规格长时间正常运行监测CPU占用率，CPU占用率≤30%
    4. 应用正常运行期间监测CPU占用率峰值，应用正常运行：打开应用进行基本操作，CPU占用率≤50%

2）测试方法

使用perfdog采集不同场景数据

结果分析：

  • 和自身app的上个版本对比
  • 和竞品对比
  • 自身app各个界面对比
2.2.4 内存

在Android系统中，每个APP进程除了同其他进程共享内存(shared dirty)外，还独用私有内存(private dirty)，通常我们使用PSS(私有内存+比例分配共享内存)来衡量一个APP的内存开销

app内存有以下几个：

VSS- Virtual Set Size 虚拟耗用内存（包含共享库占用的内存）

RSS- Resident Set Size 实际使用物理内存（包含共享库占用的内存）

PSS- Proportional Set Size 实际使用的物理内存（比例分配共享库占用的内存）

USS- Unique Set Size 进程独自占用的物理内存（不包含共享库占用的内存）

一般来说内存占用大小有如下规律：VSS >= RSS >= PSS >= USS。

而perfdog的Memory也就是Android PSS Memory，也是我们通常用作代表内存的数据，是实际使用内存的物理内存大小

1）内存测试场景设计

空闲状态：切换至后台或者启动后不做任何操作，消耗内存最少

中强度状态：时间偏长的操作应用

强度状态：高强度使用应用，可以跑monkey来测试（通常用来测内存泄漏）

内存泄漏：指应用里的内存一直没有释放，内存一直增加 ,系统内存一直减少

2) 测试方法

使用perfdog采集不同场景数据

3) 结果分析：

退出某个页面后，内存是否有回落

进行某个操作后，内存是否增长过快

旧版本和新版本比较

新版本和竞品比较

2.2.5 流量

目前的网络类型包含2G\3G\4G\wifi，其中还有不同运营商的区分，我们在APP的使用中经常遇到大资源，重复请求，调用响应慢，调用失败等各种情况。在不同的网络类型之下，我们不仅要控制流量使用，还需要加快请求的响应。

1）流量测试场景设计

  1. 安装后首次启动到全部加载完成的所有耗流
  2. 非首次启动到全部加载完成的所有耗流
  3. 后台运行耗流
  4. 运行某个业务场景消耗的总流量

2）测试方法

使用 perfdog 测试工具采集流量数据

注意！ perfdog流量测试仅支持wifi连接状态

3）测试结果与分析

旧版本和新版本比较

新版本和竞品比较

场景 耗流 是否通过
打开登录页面，输入用户名与密码进行登录，点击签到并签到成功 xxx KB 是/否
打开商品搜索页，搜索xxx，直到第一页搜索的内容全部展示出来 xxx MB 是/否
… … …
2.2.6 电量

对于PC来说，移动设备的电池电量是非常有限的，保持持久的续航能力尤为重要。我们必须要慎重检查APP的电量使用，以免导致用户手机耗电发热，带来不良体验

1）耗电量测试场景设计

  1. GPS定位，比如：导航类软件需要获取实时位置的时候
    • 场景设计：打开xx导航软件，开启GPS定位，保持在导航页面中运行十分钟后，关闭GPS定位
    • 原因：开启GPS定位会使用到手机的传感器，所以需要测试开启该功能后的电量消耗
  2. 屏幕亮度，比如：用户站在太阳地下看不清屏幕时会调亮手机亮度
    • 场景设计：手机亮度设置为100%的亮度，打开xx软件运行十分钟后退出软件，关闭后台
    • 原因：测试不同屏幕亮度时软件的耗电量
  3. 网络传输，比如：即时类聊天软件需要时刻保持网络畅通，或者是一些类似于播放视频软件需要大量使用到网络的软件
    • 场景设计：打开xx视频软件，观看视频十分钟后退出软件，关闭后台
    • 原因：使用网络时会调用到手机的信号接收、发送模块，这个情况下如果程序没有进行合理的调用，会导致这些模块一直在被使用，导致电量消耗大
  4. cpu频率，需要大量运算的页面，比如：页面中有大量动图、视频需要处理，或者大量图表需要绘制
    • 场景设计：打开xx炒股软件的股票走势页面，停留十分钟后退出软件，关闭后台；
    • 原因：在需要动态加载图表的页面时会使用到CPU进行运算绘制，如果程序中出现冗余的循环逻辑时会使CPU进行不必要的负载，导致耗电量剧增
  5. 内存调度，比如：每次加载页面都需要加载图像的页面
    • 场景设计：打开xx电商软件商品浏览页，向下浏览页面五分钟后退出软件，关闭后台
    • 原因：该场景需要大量加载图像，频繁调用运行内存，如果每次都需要重新加载的话会大量消耗运行内存，导致电量消耗大，所以需要测试电量消耗
  6. 长时间连续使用 / 后台运行状态下应用无异常耗电现象
    • 场景设计：打开xx软件，连续使用一个小时
    • 原因：长时间连续使用过程中电量消耗应该处于一个较为平缓正常的耗电，而不应该在使用一段时间以后出现耗电量剧增的情况；同时软件在后台运行(不进行联网操作、GPS定位等功能)时，电量消耗应该极低

2）测试方法

使用 perfdog 采集手机耗电量

测的是整机，不是单个APP，测试时要尽量减少系统本身和其他app的干扰，同时无法得知app具体哪方面的耗电量高。

注意！ perfdog电量测试仅支持wifi连接状态

3）结果分析

场景 测试页面 测试时长 耗电量
使用GPS功能 导航页面 10min xxx%
置于后台使用GPS功能 导航页面 10min xxx%
… … … …

根据测试后拿取的结果，与同类产品进行对比，或者与本产品的其他页面进行对比，分析是否有异常耗电的情况。

3 参考资料

3.1 VSS、RSS、PSS、USS内存

VSS：Virtual Set Size，虚拟耗用内存。它是一个进程能访问的所有内存空间地址的大小。这个大小包含了
一些没有驻留在RAM中的内存，就像mallocs已经被分配，但还没有写入。VSS很少用来测量程序的实际使
用内存。

RSS：Resident Set Size，实际使用物理内存。RSS是一个进程在RAM中实际持有的内存大小。RSS可能会
产生误导，因为它包含了所有该进程使用的共享库所占用的内存，一个被加载到内存中的共享库可能有很
多进程会使用它。RSS不是单个进程使用内存量的精确表示。

PSS：Proportional Set Size，实际使用的物理内存，它与RSS不同，它会按比例分配共享库所占用的内存。
例如，如果有三个进程共享一个占30页内存控件的共享库，每个进程在计算PSS的时候，只会计算10页。
PSS是一个非常有用的数值，如果系统中所有的进程的PSS相加，所得和即为系统占用内存的总和。当一个
进程被杀死后，它所占用的共享库内存将会被其他仍然使用该共享库的进程所分担。在这种方式下，PSS
也会带来误导，因为当一个进程被杀后，PSS并不代表系统回收的内存大小。

USS：Unique Set Size，进程独自占用的物理内存。这部分内存完全是该进程独享的。USS是一个非常有用
的数值，因为它表明了运行一个特定进程所需的真正内存成本。当一个进程被杀死，USS就是所有系统回
收的内存。USS是用来检查进程中是否有内存泄露的最好选择。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YNNCJp1M-1621393708995)(app性能测试.assets/image-20210515165014128.png)][外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Ye8YlW89-1621393708999)(app性能测试.assets/image-20210515165025343.png)]

共享库，每个进程在计算PSS的时候，只会计算10页。
PSS是一个非常有用的数值，如果系统中所有的进程的PSS相加，所得和即为系统占用内存的总和。当一个
进程被杀死后，它所占用的共享库内存将会被其他仍然使用该共享库的进程所分担。在这种方式下，PSS
也会带来误导，因为当一个进程被杀后，PSS并不代表系统回收的内存大小。

USS：Unique Set Size，进程独自占用的物理内存。这部分内存完全是该进程独享的。USS是一个非常有用
的数值，因为它表明了运行一个特定进程所需的真正内存成本。当一个进程被杀死，USS就是所有系统回
收的内存。USS是用来检查进程中是否有内存泄露的最好选择。

app性能测试
app性能测试

上一篇：Lightworks Pro for Mac(非线性视频编辑软件)


下一篇：【秒懂音视频开发】19_视频录制01_命令行