【Android测试】【随笔】性能采集工具——小松鼠诞生记

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起因


  去年刚加入TX的时候,我便接手了路宝这款App的性能测试工作。

  当时的性能测试的需求是,采集腾讯路宝在“前台导航”“后台导航”等数个场景下的电流值、cpu、内存、流量等数据。而当时的采集手段是:使用GT回放一段固定的gps轨迹,然后发起导航后使用GT来采集数据。具体过程如下:

【Android测试】【随笔】性能采集工具——小松鼠诞生记

  从上图可见,整个过程中需要人工干预,其中设置GT操作App是一个重复、繁琐的过程。并且为了保证测试的环境一致,减少误差,需要保证每次电池的电量是一致的(尤其在电流的采集中),但是充电过程比较耗费时间,并且需要人监测,浪费了不少精力。在和项目比较紧张的时候,人力都投入到了项目上,导致性能测试只能在项目完成后再进行测试,每次的结果都是比项目上线要滞后一步。

  于是针对以上痛点,我们经过调研和思考决定采取以下方法来解决目前的现状问题:

  1、充电:使用继电器来完成自动冲、放电;

  2、设置GT:手工操作GT的方式,用程序调用GT的SDk来驱动(后来GT支持了广播方式驱动,也可以用广播);

  3、操作App:使用谷歌提供的Uiautomator来进行UI自动化。

初探


  有了上述的解决思路后,我便开始一步步的去落实每一项任务。我的想法是用一个Android的应用程序(小松鼠的雏形)来总体控制这所有的事情。我们接下来看看这每一步和小松鼠都是怎么联系起来的:

自动充电

  从智能平台测试组kerlyyuan同事那里,了解到了继电器可以做到这个,但是对于不懂硬件的我,究竟怎么去弄懂这玩意呢?这期间花费了我很多的精力:咨询淘宝卖家、查阅资料、请教前辈。最终终于搞清楚了这个小玩意的用法。

  而最终指定的解决方案是:将usb数据线的电源线,接在继电器的两端来控制usb数据线的开和断。听到这里是不是有点迷糊了?没事往下看,我会慢慢的解释。

  继电器

【Android测试】【随笔】性能采集工具——小松鼠诞生记    PL2303,是一个usb转串口的单独继电器模块,淘宝搜索有很多卖的。它就是用来控制线路的通和断

  

  USB数据线

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    用了这么久的usb数据线,估计今天你们才知道它的内部结构吧。各个线的含义:USB电源线(红线)、数据线负(白线)、数据线正(绿线)、地线(黑线)。

  连接方式

    1、将USB数据线的电源线(红线)拦腰剪断,去除外部的绝缘层,让金属丝出来

    2、将电源线两头裸露出来的金属丝固定在继电器的后面两个接触点上,如图所示:

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    当年为了做这个东西,不知道残害了多少数据线宝贵的生命,曾一度可怜到没数据线用,至今的充电线还是当年被我破坏后,又进行手术挽救回来的生命。

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  使用方法

    使用的时候只需将继电器插在pc的usb口上,然后pc端向串口发送数据,即可控制继电器的开和断,从而觉得手机是充电还是断电。

    控制继电器的pc端程序,我用c++实现了一个“TencentRelay”的程序,两种方式调用:

    1、界面调用:

      直接填写好当前继电器占用的串口号,模块地址默认为1,然后点击连接串口;连接成功后,点击”吸合”打开继电器,点击“断开”断开继电器;

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    2、命令行调用:

      调用命令 ”TencentRelay.exe 3 1 open“ 打开继电器;

      调用命令 ”TencentRelay.exe 3 1 close“ 关闭继电器;

      其中参数二为串口号,参数三为模块地址默认为1,参数四为操作命令,只接受open和close; 

  当继电器打开(吸合)后,继电器硬件的红色指示灯点亮,此时可以模拟充电,相反当继电器断开的时候,红色指示灯熄灭,此时处在断电的状态。

  

  小松鼠如何控制

    PC端我用python写了一个简单的服务器,并且用全民wifi搭建出的一个热点,手机的wifi连接到这个热点之后,它们便处于同一局域网中了。小松鼠App注册了一个电量变化的广播接收器(BroadcastReceiver)来随时接受电池电量的百分比,当手机在充电的时候,如果电量达到了预期值,则会通过UDP协议与PC端的服务器进行通信,服务器收到消息后,便会调用TencentRelay.exe来控制关闭继电器,开始性能测试。

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设置GT

  GT做为一款优秀的性能组件,其功能非常强大,并且支持了SDK的调用和广播方式的调用(后来才完善的),因此初期的时候,我在小松鼠内部引入了GT的jar包,通过调用SDk来实现gps轨迹的回放,开始采集性能数据,结束采集性能数据,保存文件等。下面是我使用GTsdk时封装的类,可以参考一下:

 package com.bryan.testbattery;

 import java.util.Calendar;

 import com.bryan.data.DataTask;
import com.bryan.testbattery.activity.MainActivity;
import com.tencent.wstt.gt.client.*;
import common.CommonVar; import android.content.Context;
import android.os.Build.VERSION;
import android.os.Bundle;
import android.widget.EditText; public class MyGT
{
public Context mainContext; public EditText myEditText = null; String savefilenameString = null; //--------------new
DataTask m_dataTask;
String m_appname;
String savefilename = null;
public RunShell myRunShell = null; public MyGT(Context parent)
{
mainContext = parent;
myRunShell = new RunShell(mainContext); ((MainActivity)mainContext).ThreadUpdateLogToUI("GT Construct finishs ",CommonVar.LOG_HIDE);
} /** 将GT挂载到小松鼠上,启动小松鼠,GT也随之启动 */
public void GtConnect()
{
GT.connect(mainContext.getApplicationContext());
((MainActivity)mainContext).ThreadUpdateLogToUI("GT is connect with this APP", CommonVar.LOG_SHOW);
} public void givedata(DataTask dt, String appname)
{
m_dataTask = dt;
m_appname = appname;
((MainActivity)mainContext).ThreadUpdateLogToUI("GT: 传递给GT的appname是:"+m_appname, CommonVar.LOG_HIDE);
} public void openPerformance()
{
GTAutoTesterForApp.startTest(m_appname);
if (m_dataTask.stu_performance.cpu)
{
GTAutoTesterForApp.startSample("cpu");
GTAutoTesterForApp.startSample("jif");
((MainActivity)mainContext).ThreadUpdateLogToUI("GT: startSample CPU,jiffs", CommonVar.LOG_SHOW);
}
if (m_dataTask.stu_performance.pss)
{
GTAutoTesterForApp.startSample("pss");
((MainActivity)mainContext).ThreadUpdateLogToUI("GT: startSample PSS", CommonVar.LOG_SHOW);
}
if (m_dataTask.stu_performance.fps)
{
GTAutoTesterForApp.startSample("fps");
((MainActivity)mainContext).ThreadUpdateLogToUI("GT: startSample FPS", CommonVar.LOG_SHOW);
}
if (m_dataTask.stu_performance.battery)
{
BeginBattery();
}
if (m_dataTask.stu_performance.net)
{
GTAutoTesterForApp.startSample("net");
((MainActivity)mainContext).ThreadUpdateLogToUI("GT: startSample NET", CommonVar.LOG_SHOW);
}
if (m_dataTask.stu_performance.tcpdump)
{
BeginTcpdump();
((MainActivity)mainContext).ThreadUpdateLogToUI("GT: start tcpdump", CommonVar.LOG_SHOW);
}
} public void stopGT()
{
if (m_dataTask.stu_performance.battery)
{
StopBattery();
}
if (m_dataTask.stu_performance.tcpdump)
{
StopTcpdump();
}
GTAutoTesterForApp.endTestAndClear(savefilename);
((MainActivity)mainContext).ThreadUpdateLogToUI("GT: stopGT and call 'GTAutoTester.endTest( )' save to " + savefilename, CommonVar.LOG_SHOW);
} public String CreateGTDataFileName()
{ long now = System.currentTimeMillis(); // 取得当前时间
Calendar c = Calendar.getInstance();
c.setTimeInMillis(now); String timeString= (c.get(Calendar.MONTH) + 1) + "~" + c.get(Calendar.DATE) + "_" + c.get(Calendar.HOUR) + "~" + c.get(Calendar.MINUTE) ;
String versionString = myRunShell.getVersion(m_appname)+ "." +((c.get(Calendar.MONTH) + 1)*100+ c.get(Calendar.DATE)); savefilename = "小松鼠-" + timeString + "-"+m_appname+"-"+versionString+"-"+ m_dataTask.describe;
((MainActivity)mainContext).ThreadUpdateLogToUI("GT: " + savefilename+" 这个文件将是将来要保存的文件名,这里只是创建了一个字符串,没有创建真正的文件夹 ", CommonVar.LOG_SHOW);
return savefilename;
} public String GetSaveFileName()
{
if (savefilename == null)
{
((MainActivity)mainContext).ThreadUpdateLogToUI("GT: " + savefilename+" is not exists", CommonVar.LOG_SHOW);
return ("date");
}
return savefilename;
} // 回放GPS
public void ReplayGPS()
{
String gtversion = myRunShell.getVersion("com.tencent.wstt.gt");
((MainActivity)mainContext).ThreadUpdateLogToUI("GT version is : " + gtversion, CommonVar.LOG_SHOW); if (gtversion.compareTo("2.2.1") ==0)
{
myRunShell.CallGPSActivity();
Bundle bundle = new Bundle();
bundle.putString("cmd", "replay");
bundle.putInt("seq", Integer.parseInt(m_dataTask.mockgpsvalue));
GT.setCommand("gps", bundle);
try
{
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
//myRunShell.PushHomekey();
((MainActivity)mainContext).ThreadUpdateLogToUI("GT: sdk-回放第 "+m_dataTask.mockgpsvalue+"个gps 的轨迹", CommonVar.LOG_SHOW);
}
else
{
myRunShell.ShellONECommand("am broadcast -a com.tencent.wstt.gt.plugin.gps.startReplay --ei seq "+m_dataTask.mockgpsvalue+" --ei progress 0");
((MainActivity)mainContext).ThreadUpdateLogToUI("GT: 广播-回放第 "+m_dataTask.mockgpsvalue+"个gps 的轨迹", CommonVar.LOG_SHOW);
} } // 结束GPS的回放
public void StopGPS()
{
Bundle bundle = new Bundle();
bundle.putString("cmd", "stopReplay");
GT.setCommand("gps", bundle); ((MainActivity)mainContext).ThreadUpdateLogToUI("GT: stop ReplayGPS", CommonVar.LOG_SHOW);
} // 开启电流测试
public void BeginBattery()
{
Bundle bundle2 = new Bundle();
bundle2.putString("cmd", "start"); GT.setCommand("battery", bundle2);
((MainActivity)mainContext).ThreadUpdateLogToUI("GT: setCommand Battery", CommonVar.LOG_SHOW);
} // 结束电流测试
public void StopBattery()
{
Bundle bundle2 = new Bundle();
bundle2.putString("cmd", "stop"); GT.setCommand("battery", bundle2);
((MainActivity)mainContext).ThreadUpdateLogToUI("GT: stop Battery collect", CommonVar.LOG_SHOW);
} // 开启抓包
public void BeginTcpdump()
{
myRunShell.ShellONECommand("mkdir -p /storage/emulated/0/GT/GW/"+m_appname+"/"+savefilename);
String cmdString = "/data/data/com.tencent.wstt.gt/files/tcpdump";
if (m_dataTask.useWifi)
{
cmdString += " -i wlan0";
}
cmdString += " -p -s0 -vv -w /storage/emulated/0/GT/GW/"+m_appname+"/"+savefilename+"/res_Capture.pcap"; final String tmp = cmdString;
new Thread(new Runnable()
{
@Override
public void run()
{
myRunShell.ShellONECommand(tmp);
}
}).start(); } // 结束抓包
public void StopTcpdump()
{
ProcessUtils.killprocess("tcpdump");
try
{
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
} //取消挂载GT
public void disconnect()
{
GT.disconnect(mainContext);
try
{
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}

GT

操作App

  之所以选取Uiautomator,两个原因:

  1、可以脱机运行:只需将jar包push到手机中,然后在小松鼠中使用Runtime运行一句命令即可。而这个需求Appium是无法满足我的。

  2、跨进程:一方面可以在没有源码的技术上,进行UI自动化,这个主要用在竞品对比中;另一方面提升UI自动化的稳定性,举一个很简单的例子:有一次我的自动化执行过程中失败了,原因是找不到控件,我会在出错的时候截图,当时记录下的场景是刚好有人在给我的测试机打电话,于是我在我的脚本中增加了这么一条,如果在找不到控件的时候去判断是否有电话来了,如果是,就去挂掉它。所以Robotium也不是我的菜。

  每次的流程是:

  小松鼠调用GT sdk开启性能采集 --> 小松鼠通过Runtime 调用 “Uiautomator” 命令开始模拟App操作  --> 小松鼠调用GT sdk停止性能采集

        if (dataTask.stu_performance.battery || dataTask.stu_performance.cpu || dataTask.stu_performance.fps || dataTask.stu_performance.net || dataTask.stu_performance.pss
|| dataTask.stu_performance.tcpdump)
{
// 根据性能选择项,启动GT监控测试
m_gt.openPerformance();
Thread.sleep(1500);
} // 根据uiautomator命令启动APP程序
shell.ShellONECommand(dataTask.cmd); if (dataTask.stu_performance.battery || dataTask.stu_performance.cpu || dataTask.stu_performance.fps || dataTask.stu_performance.net || dataTask.stu_performance.pss
|| dataTask.stu_performance.tcpdump)
{
m_gt.stopGT();
Thread.sleep(3000); }

  这样的方式调用Uiautomator命令,是一个同步的过程,因此Uiautomator的执行时间就决定了性能采集的时长,因此在写脚本的时候,发起导航后,需要sleep的时间就是到达目的地的时间。

小有成果


简介  

  做完上述的所有工作之后,小松鼠第一代诞生了:

【Android测试】【随笔】性能采集工具——小松鼠诞生记

  先简单介绍这个工具的各个控件的含义吧:

  参数设置

    预期电量值:当你设置之后,只有当前手机电量的百分比大于等于这个值后,App才会给PC发消息关掉继电器,然后进行后面的流程;

    服务器IP:电脑上共享来的无线网卡的ip地址;

    测试用网络:uiautomator开始运行时使用wifi还是3G网络;

    性能测试项:勾选哪一项,就会通过调用再采集的时候只采集该项;

    执行场景:勾选哪一项,就会执行对应的uiautomator脚本;

    GT保存路径:采集完成之后,性能数据保存的文件夹名称

  当前状态

    这一栏当时在做的过程中主要是调试用的。

    wifi状态代表当前wifi是打开还是关闭;电量状态代表的是当前手机电池电量的百分比。

  log

    当出现错误时,可以初步定为问题,因此保留log在主界面。

  操作

    当配置栏设置好之后,点击开始即触发了任务。结束会停止任务。

使用步骤

  知道了App的参数含义后,相信大家已经基本会用了吧。每一次的性能测试,我们都可以通过这样的方式来进行:

  1、 将继电器插在PC端,并且使继电器处于吸合(打开)状态,将搭载继电器USB线两端分别连接电源和手机,使手机处于充电状态;

  2、 给手机安装APP TestBattery,启动APP之前,关闭GT和路宝;

  3、 配置好局域网,填好局域网内IP地址,将PC端服务器打开;

  4、 打开手机端APP,设置预期电量值、服务器IP地址、性能测试项、测试场景、日志存放文件夹名称等一系列参数,设置完毕后,点击开始按钮;

  5、此时APP出于检测状态,电量状态当手机实际电量等于填写的预期电量值时,就会触发关闭继电器,开始性能测试,性能测试的整个过程中,GT实时地采集性能数据,待一个场景测试结束后,手机自动连接WIFI给PC端服务器发消息;

  6、 PC端收到数据后就会打开继电器,再次进入充电状态;

  7、 这样一轮测试就结束了,本次保存的性能测试数据存放在手机中的GT目录下;

不足

  很显然这个方案相比较之前的方案,已经省去了很多的人力,每一次的测试都需要提前准备好继电器,并且配置好App,点击开始即可进行了。但是仍然有可以改进的地方:

  1、UI不美观:

    虽然这是一个自己使用的App,但是它也有一颗登上大舞台的心,梦想还是要有的,万一实现了呢?因此有一套美观的UI也是一个像样点App的最基本的要求;

  2、配置缺陷:

    不知道有没有人发现,每次测试的时候都需要配置一次,并且每次只能测试一个场景,如果要是一次能配置多个场景,让它一个接一个的执行,这样则更加方便了;

  3、无法测试其他App:

    在 “执行场景” 这个地方,Uiautomator脚本和对于的场景是在Android代码里写死了,如果要运行其他程序,则需要改源码。

  4、结果处理:

    目前在一轮性能测试结束后,采集的性能数据结果存放在手机上GT的目录下,不方便即时的查看,不能做到数据的实时展示。

浴火重生


  就这样我决定针对第一版的不足去大改一次它,即使它已经服役了好几个版本的路宝性能测试的采集工作。

  再经历了两个月后,新版的小松鼠出炉了!!

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  你可以看到除了UI上有了很大的进步(做为一个写代码的,ui做成这样,我觉得已经可以了),功能变的更加的强大,解决了第一版的所有缺陷,当然功能越强大带来的问题就是操作性上可能更繁琐了,这里的操作可能更多的就是配置了,因此为了解决这个问题,我在配置这一块支持了外部配置,即使用一个xml的配置文件即可完成配置。好了,我们先看看配置文件的定义吧。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<Performance>
<!-- 要测试的应用程序的名称 -->
<Application>
<Name>com.tencent.navsns</Name>
</Application> <!-- pc端服务器 -->
<Server>
<Ip>10.2.9.207</Ip>
<Port>8885</Port>
</Server> <!-- 测试内容 会一个一个模块进行执行 -->
<TestTask>
<!-- 几个测试的模块-->
<count>2</Module2>
<!-- 第一个测试模块项 -->
<Module1>
<!-- 电量设置信息 -->
<Battery>
<!-- yes代表使用控制充电技术 no代表不使用-->
<Use>yes</Use>
<!-- 当电量到达value的百分比值后,断电 -->
<Value>90</Value>
<!-- 断电后静置的时间,为了防止充完电手机发热影响测试数据 单位s -->
<Waittime>60</Waittime>
</Battery>
<!-- 回放GT当中的第几个GPS文件(回头改成自己的) -->
<Mockgps>
<!-- yes代表使用回放GPS -->
<Use>yes</Use>
<!-- 回放第几个文件,从0开始 -->
<Value>0</Value>
</Mockgps>
<!-- 代表应用程序运行起来后使用的网络 no就使用3G数据 -->
<Network>
<Wifi>yes</Wifi>
</Network>
<!-- 测试时的音量值 -->
<Audio>
<!-- 测试时的进行修改音量为指定值 -->
<Use>yes</Use>
<Value>90</Value>
</Audio>
<!-- 测试时的屏幕亮度值 -->
<Brightness>
<!-- 测试时的进行修改屏幕亮度为指定值 -->
<Use>yes</Use>
<Value>90</Value>
</Brightness>
<!-- 测试时是否开启防止手机休眠(即使按下电源键屏幕暗了也不休眠) -->
<Wakelock>yes</Wakelock>
<!-- 性能测试项 -->
<PerformOption>
<Battery>yes</Battery>
<Cpu>yes</Cpu>
<!-- 内存 -->
<Pss>yes</Pss>
<Fps>yes</Fps>
<Net>yes</Net>
<!-- 抓包 -->
<Tcpdump>yes</Tcpdump>
</PerformOption>
<!-- 要进行测试的应用程序的模拟 -->
<Execution>
<Describe>导航前台</Describe>
<!-- 模拟应用程序的脚本命令 -->
<Command>uiautomator runtest Testxiaolu.jar -c fby.test.uiautomator.NaviBack</Command>
</Execution>
<!-- 执行完本模块后休息一段时间再进行下一个模块 单位s -->
<Sleeptime>10</Sleeptime>
</Module1> <!-- 第二个测试模块项 -->
<Module2>
<Battery>
<Use>no</Use>
<Value>90</Value>
<Waittime>60</Waittime>
</Battery> <!-- ********* -->
<!-- ********* -->
<!-- ********* --> <Sleeptime>10</Sleeptime>
</Module2>
</TestTask>
</Performance>

  从配置可以看出我们支持了更多的东西:

    1、每次测试的手机环境,除了保证电量的一致性,还可以设置手机的音量大小和屏幕亮度,后台灭屏场景的测试可以设置是否打开wakelock锁。

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    2、测试回放的场景的脚本,支持为了可配置,当然为了方便,我把经常用的直接编译到了我的app中。

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    选取了对应的场景之后,Uiautomator脚本的运行命令就帮我自动的填写在了这个地方。

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    当然你可以自己在可以编辑你的运行命令,或者是在xml中进行配置即可。

  现在每天我都会用最新的提测包,去测试一组性能数据。我的配置文件是固定,存在手机sd卡的根目录下即可。如果每次需要修改,直接修改xml即可。

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  当手机中有了配置文件之后,小松鼠会自动读取这些测试场景:

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  这个时候,只需点击 “开始” 即可。

  因为每次测完一个场景之后,都会进行 “智能充电” 的过程,因此我的这些脚本一般能运行一晚上的时间,我只需要第二天来了之后,处理数据即可。我们看看现场的环境:  

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  来张近照

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  前面提到,我的PC的服务器,它除了可以接受小松鼠发来的控制继电器的命令外,它还可以接受每次性能数据采集完成之后的发来的性能数据压缩包。

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  接受到这些压缩包后,服务器端的脚本程序可以对这些压缩包中的数据进行处理,得到每一项指标的数据,

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  得到这些数据之后,我们将这些数据组织后,传到我们组的 “八爪鱼” 平台(http://10.123.12.78:8080/AutomacPlatform/index#/about)来进行结果展示:

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  目前数据是将当前版本和之前版本的数据进行对比,每个场景的多项指标数据,可以通过滚动来查看:

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  到此,你就已经了解到了小松鼠是 “一键开始性能测试,到最终所有结果上传到web端进行展示” 的全部过程。

  整个过程中遇到踩了不少坑,但是也积累了很多宝贵的经验,如果你对性能数据的采集也感兴趣,那么请联系我。

  

未来


  就目前而言,性能采集的部分已经相对其他工具已经算是比较完善了,但是性能之所以做为项目组关注的重点,其分析、定位问题是很重要的,目前这一块,我们还没有深入的进行,因此后面的计划,就是如何采集出更加精确的数据,并且进行更加精准的分析,然后在web的每日监控中发现问题可以更加快速的定位到问题。期待我的下个半年...

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