Android perfetto - 记录分析memory

1、简介

Android perfetto - Perfetto 新手入门指南中初步介绍了Perfetto 是一个强大的性能分析工具，能够帮助开发者捕捉、分析 Android 系统和应用的性能数据。Android perfetto - 什么是 Tracing又介绍了Tracing和Profiling的区别，这篇文档将从分析内存的角度，以memory profiling为切入点展示如何使用 Perfetto 记录和分析内存使用情况。

2、内存分析概述

在 Android 应用中，内存的使用主要涉及两个方面：

Native C/C++/Rust 进程 ：通常通过 libc 的malloc/free（或者 C++ 的new/delete等包装函数）来分配内存。请注意，即使使用 Java API（通过 JNI 相关函数实现），也可能进行原生内存分配。一个典型的例子是java.util.regex.Pattern，它通常同时拥有 Java 堆内存和原生内存，因为底层使用了原生正则表达式库。
Java/KT 应用 ：应用的内存占用的很大一部分存储在管理堆中（在 Android 中由 ART 的垃圾回收器管理）。这是每个new X() 对象所在的地方。

Perfetto 提供两种互补的内存分析方式：

heap profiling 原生堆分析：通过采样malloc/free 调用的调用栈，生成内存使用的火焰图，帮助诊断内存泄漏和优化内存分配。
heap dumps Java 堆转储：生成堆保留图，分析 Java 对象的生命周期和内存保留链，帮助发现内存泄漏和无用对象的持有。

3、Perfetto 内存分析模式

3.1、原生堆分析Native (C/C++/Rust) Heap Profiling

原生语言（如 C/C++/Rust）通常通过 malloc/free 等函数进行内存分配。Perfetto 在 Android 和 Linux 系统上拦截这些函数的调用，通过采样内存分配时的调用栈来追踪每个内存分配的位置。此分析可以帮助您了解哪些函数导致了大量的内存分配，或者是否存在未释放的内存（即内存泄漏）。

支持的平台 ：仅支持 Android 和 Linux，因其依赖于拦截malloc/free 函数。
工作原理 ：通过采样malloc和free 的调用栈，Perfetto 能够追踪内存分配的来源。
注意事项：堆分析是非追溯性的，只能记录追踪开始后的内存分配，无法提供启动前的内存使用情况。

3.2、Java 堆转储Java/Managed Heap Dumps

对于 Java 和 Kotlin 应用，Perfetto 可以创建堆转储，分析对象的生命周期和引用关系。堆转储提供了 Java 堆的详细快照，帮助开发者发现内存泄漏和不必要的对象引用。

支持的功能：通过分析对象之间的引用链，Perfetto 可以生成内存保留图，帮助分析哪些对象被长期持有。
注意事项：堆转储分析不提供调用栈信息，因此不适合用于追踪原生代码的内存分配情况。

3.3、如何抓取

参考Android perfetto - Perfetto 新手入门指南中介绍的抓取方法，在config中添加面配置即可

yaml 复制代码

data_sources {
  config {
    name: "android.heapprofd"
    heapprofd_config {
      sampling_interval_bytes: 4096
      process_cmdline: "system_server"
      process_cmdline: "com.android.systemui"
      process_cmdline: "com.example.myapplication"//改成自己的进程名字即可
      continuous_dump_config {
        dump_phase_ms: 1000
        dump_interval_ms: 1000
      }
      shmem_size_bytes: 8388608
      block_client: true
      all_heaps: true
    }
  }
}

data_sources {
  config {
    name: "android.java_hprof"
    java_hprof_config {
      process_cmdline: "system_server"
      process_cmdline: "com.android.systemui"
      process_cmdline: "com.example.myapplication"//改成自己的进程名字即可
      dump_smaps: true
      continuous_dump_config {
        dump_phase_ms: 1000
        dump_interval_ms: 1000
      }
    }
  }
}

抓取要求：

在用户版本（user）上，只有标记为 profileable或debuggable 的应用才能进行内存分析。
在userdebug 版本 上，所有应用（除了少数关键服务）都可以被分析。
可以通过禁用 SELinux 或使用--disable-selinux 参数解除分析限制。
要标记应用为可分析，只需在应用的清单文件中添加<profileable android:shell="true"/>。

xml 复制代码

<manifest ...>
    <application>
        <profileable android:shell="true"/>
        ...
    </application>
</manifest>