Android統計方法耗時之:生成方法堆棧stackTrace

背景

在解決了編譯問題後, 就能夠實時每一個方法的調用耗時. 以後面臨新的問題:

1. 如何準確展現最終的問題耗時方法?
2. 如何展現方法間調用與被調用關係?

問題分析

簡單的看這兩個問題, 1是如何描述一個方法,
那麼首先想到的就是thread.getStackTrace().

然而實際直接獲取thread.getStackTrace()是有問題的:

1. getStackTrace是棧結構的, 只有父子調用關係, 沒有方法之間的兄弟關係. 信息缺失.
2. getStackTrace是實時數據, 這致使:
   • 其只反應了當前時刻的狀態, 不能表達方法之間的兄弟關係. 也是信息缺失.
   • 方法在出棧時才能計算出方法時長, 有多是"過去時"(例如try-catch時)此時再拿堆棧, 錯過了最佳時刻, 是不許確的.

既然thread.getStackTrace()不可取, 那必須須要考慮其餘辦法了.

解決方案

確認結構

首先分析咱們的目的:

1. 記錄耗時方法
2. 記錄父子耗時方法關係,兄弟耗時方法關係

一個方法, 可能被父方法調用, 也可能調用多個子方法. 有上下父子關係, 也要先後兄弟關係.
那麼將每一個方法看作一個節點, 有一下特色

1. 每一個節點多是其餘節點的子節點
2. 包含一個或者多個子節點
3. 也可能沒有節點.
   

好比以下代碼:

void method1(){
	method2();
	method3();
	method4();
}

void method2(){
	method5();
}

void method3(){
	method6();
	method7();
}

void method4(){
}
複製代碼

用圖形表達後, 應該相似這個樣子:

能夠看出, 這是一個簡單的 樹結構:

因此咱們能夠模擬一套樹形結構來記錄方法堆(就不能說是棧了:)).

數據結構確認後, 實現就容易了. 使用任意的List, 就能夠實現:

class MethodNode{   
	//父方法節點
	MethodNode parent;
    
    //子方法節點
	List<MethodNode> children;
    
	//當前方法名
	String methodName;
}
複製代碼

所以如上代碼中的method3(), 用數結構記錄的話, 大體是下面這個樣子:
(只是個大概, 由於mermaid繪圖有些詭異, 因此有不許確的地方)

邏輯實現

確認了數據結構, 接下來考慮如何關聯各個方法節點.
目前, 已經在每一個方法的起始和結束插入了代碼用來計算方法耗時,
那麼也能夠擴展這些被插入代碼, 將各個方法關聯起來.
以下僞代碼所示. 任什麼時候間, 只要root不爲空, 均可以經過root獲取當前已經保存的全部方法調用堆棧.

//當前正在運行的方法
static MethodNode currNode;
	
//根節點方法
static MethodNode root;
	
void onMethodStart(MethodNode methodNode){
    //方法開始, 記錄時間
    methodNode.startTime = System.currentTimeMillis();
    if(currNode != null){
        //設置父方法
        methodNode.parent = currNode;
        
        //父方法中添加子方法
        currNode.children.add(methodNode);
        
        //更新當前方法.
        currNode = methodNode;
    }
    
    if(root==null){
        //設置根方法
        root = this;
        currNode = this;
    }
}
    
void onMethodEnd(MethodNode methodNode){
    //方法結束, 記錄時間
    methodNode.endTime = System.currentTimeMillis();
    
    //更新當前方法currNode爲父方法
    currNode = methodNode.parent;
}
複製代碼

優化問題

以上初步實現了方法監控功能的記錄. 可是由於實時存儲了方法的調用信息, 因此內存激增. 致使內存問題. 如何優化, 待後續...