大眾點評App的短視頻耗電量優化實戰

04-29

前言

美團點評測試團隊負責App的質量保證工作，日常除了App的功能測試以外，還會重點關注App的性能測試。現在大家對手機越來越依賴，而上面各App的耗電量，直接影響了手機的待機時間，是用戶非常關心的一點。本文主要通過一個典型案例，介紹App性能測試中的電量測試，並總結了我們由此引發的一些思考。

一、案例分析

短視頻作為已被市場驗證的新內容傳播載體，能有效增加用戶停留時長。大眾點評App從9.3版本開始推出短視頻相關內容，在各頁面新增了短視頻模塊。在短視頻功能測試中，我們發現如果在視頻列表頁中播放視頻，手機很快就會發燙。針對這種現象，我們馬上拉取數據進行了分析，測試數據表明，視頻列表頁耗電量竟然是詳情頁的11倍。這是怎麼回事兒呢？

目前行業內有很多電量測試的方法，我們採用的是Battery Historian，這是Google推出的一款Android系統電量分析工具，支持5.0(API 21)及以上系統手機的電量分析。

1. 測試對象

短視頻主要包括三個核心頁面：視頻列表頁、視頻詳情頁、作者頁，本次的測試對象就是這三個頁面。

2. 測試過程

測試機型：華為Mate 9 Android 7.0

電池容量：4000mAh

播放的視頻時長：1min15s

測試場景設計：WiFi環境下，打開App，播放視頻，通過點擊「重新播放」，連續播放10次

對比場景：停在App首頁20min，手機不滅屏

注意：測試過程不充電，每次測試環境一致

3. 測試結果

如下是Battery Historian測試結果部分截圖：

視頻列表頁

視頻詳情頁

對測試結果數據進行匯總整理：

消耗電量：系統總電量的佔比

從測試結果可以看到，短視頻列表頁耗電量特別高，是視頻詳情頁的11倍。

4. 問題定位

視頻列表頁消耗電量過高，從測試數據可以很明顯的看出來，視頻列表頁CPU佔用時間高很多。從播放器布局來看，列表頁和作者頁比視頻詳情頁只是多出了動畫音符。如下圖，紅框中圈出的視頻左下角的音符。

電量消耗差異這麼大，是否跟動畫音符有關呢。為了排除這個問題，重新編譯了一個去掉動畫音符的APK進行測試。測試結果：

從測試結果來看，CPU和耗電量很明顯都下降了很多，因此確定是動畫音符引起的。打開GPU視圖更新的開關，查看三個頁面的繪製情況。打開視頻列表頁，可以看到，動畫音符每波動一次，會導致整個頁面都在不停的繪製。如下是視頻列表頁繪製的情況：

從動圖可以很明顯看出該頁面繪製十分異常，動畫音符每波動一次，會導致整個頁面都重新繪製一遍。所以，到這裡就明白了問題的原因，因為頁面上動畫音符的實現方式有問題，動畫音符波動時，導致整個頁面會跟著一起不停的重新繪製。而頁面的重複繪製，會使App CPU佔用比正常情況下高出很多，進而導致耗電量高。

5. 修復後驗證

定位到原因之後，開發針對性的進行了修復。動畫音符柱狀圖的實現，之前設計由多個可變化的單柱形View組成，單個柱形View重寫了onMeasure & OnDraw方法，從外部柱狀圖View中初始化單個柱子的高度，然後自動根據一個函數式來變化高度。因為每次都需要層層調用Measure和對應的Layout，所以造成外層控制項的多次layout，進而造成CPU佔用率增大。修復之後，使用另一種方式實現，只重寫了View的OnDraw方法，每次使用Canvas畫出所有柱狀圖，使用ValueAnimator來計算變化柱狀圖高度，也不再影響父控制項的Layout。如下是修復前後的核心代碼：

修復之後動畫音符波動時的繪製區域：

修復之後，重新使用Battery Historian進行驗證，測試結果：

從上面的測試結果，可以看到，視頻列表頁和作者頁，耗電情況得到明顯的優化。

總結一下，短視頻耗電量的問題，是由於錯誤的繪製方法，導致CPU佔用過高，進而導致耗電量高。那麼因為動畫音符導致耗電量異常的問題到這裡就完美的解決了。CPU負載高，會導致耗電量高是顯而易見的。但是還想深入探索一下，在手機系統各App耗電量排行榜中，耗電量是怎麼計算的？還有哪些因素會影響耗電量呢？帶著這些疑問，我們來看看系統計算耗電量的原理。

二、耗電量計算原理

根據物理學中的知識，功=電壓*電流*時間，但是一部手機中，電壓值U正常來說是不會變的，所以可以忽略，只通過電流和時間就可以表示電量。模塊電量(mAh)=模塊電流(mA)*模塊耗時(h)。模塊耗時比較容易理解，但是模塊電流怎樣獲取呢，不同廠商的手機，硬體不同，是否會影響模塊的電流呢。看一下系統提供的介面：./frameworks/base/core/java/com/Android/internal/os/PowerProfile.java

該類提供了public

double getAveragePower(String

type)介面，type可取PowerProfile中定義的常量值，包括POWER_CPU_IDLE（CPU空閑時），POWER_CPU_ACTIVE（CPU處於活動時），POWER_WIFI_ON（WiFi開啟時）等各種狀態。並且從介面可以看出來，每個模塊的電流值，是從power_profile.xml文件取的值。PowerProfile.java只是用於讀取power_profile.xml的介面而已，後者才是存儲系統耗電信息的核心文件。power_profile.xml文件的存放路徑是/system/framework/framework-res.apk。

以Nexus 6P為例，在該路徑獲取到framework-res.apk文件。使用apktool，對framework-res.apk進行反解析，獲取到手機裡面的power_profile.xml文件，內容如下所示：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><device name="Android"> <item name="none">0</item> <item name="screen.on">169.4278765</item> <item name="screen.full">79.09344216</item> <item name="bluetooth.active">25.2</item> <item name="bluetooth.on">1.7</item> <item name="wifi.on">21.21733311</item> <item name="wifi.active">98.04989804</item> <item name="wifi.scan">129.8951166</item> <item name="dsp.audio">26.5</item> <item name="dsp.video">242.0</item> <item name="gps.on">5.661105191</item> <item name="radio.active">64.8918361</item> <item name="radio.scanning">19.13559783</item> <array name="radio.on"> <value>17.52231575</value> <value>5.902211798</value> <value>6.454893079</value> <value>6.771166916</value> <value>6.725541238</value> </array> <array name="cpu.speeds.cluster0"> <value>384000</value> <value>460800</value> <value>600000</value> <value>672000</value> <value>768000</value> <value>864000</value> <value>960000</value> <value>1248000</value> <value>1344000</value> <value>1478400</value> <value>1555200</value> </array> <array name="cpu.speeds.cluster1"> <value>384000</value> <value>480000</value> <value>633600</value> <value>768000</value> <value>864000</value> <value>960000</value> <value>1248000</value> <value>1344000</value> <value>1440000</value> <value>1536000</value> <value>1632000</value> <value>1728000</value> <value>1824000</value> <value>1958400</value> </array> <item name="cpu.idle">0.144925583</item> <item name="cpu.awake">9.488210416</item> <array name="cpu.active.cluster0"> <value>202.17</value> <value>211.34</value> <value>224.22</value> <value>238.72</value> <value>251.89</value> <value>263.07</value> <value>276.33</value> <value>314.40</value> <value>328.12</value> <value>369.63</value> <value>391.05</value> </array> <array name="cpu.active.cluster1"> <value>354.95</value> <value>387.15</value> <value>442.86</value> <value>510.20</value> <value>582.65</value> <value>631.99</value> <value>812.02</value> <value>858.84</value> <value>943.23</value> <value>992.45</value> <value>1086.32</value> <value>1151.96</value> <value>1253.80</value> <value>1397.67</value> </array> <array name="cpu.clusters.cores"> <value>4</value> <value>4</value> </array> <item name="battery.capacity">3450</item> <array name="wifi.batchedscan"> <value>.0003</value> <value>.003</value> <value>.03</value> <value>.3</value> <value>3</value> </array></device>

從文件內容中可以看到，power_profile.xml文件中，定義了消耗電量的各模塊。如下圖所示：

文件中定義了該手機各耗電模塊在不同狀態下的電流值。剛剛提到，電量只跟電流值和時間相關，所以通過這個文件，再加上模塊的耗時，就可以計算出App消耗的電量，App電量=∑App模塊電量。劃重點，手機系統裡面的電量排行，也是根據這個原理計算的。

了解原理對於平常在App耗電量的測試有很大的幫助。因為獲取到手機power_profile.xml文件，就可以清楚的知道這個手機上，哪些模塊會耗電，以及哪些模塊在什麼狀態下耗電量最高。那麼測試的時候，應該重點關注調用了這些模塊的地方。比如App在哪些地方使用WiFi、藍牙、GPS等等。

例如最近對比測試其他App發現，在一些特定的場景下，該App置於前台20min內，掃描了WiFi 50次，這種異常會導致App耗電量大大增加。並且反過來，當有case報App耗電量異常時，也可以從這些點去考慮，幫助定位問題。

三、電量測試方法總結

如上，列出的一些常用的電量測試方法。綜合各方法的優缺點，在定製個性化電量測試工具之前，目前採用的方法是Battery Historian。目前行業內，App耗電測試有很多種方案，如果僅僅測試出一個整體的電量值，對於定位問題是遠遠不夠的。藉助Battery Historian，可以查看自設備上次充滿電以來各種匯總統計信息，並且可以選擇一個App查看詳細信息。所以QA的測試結果反饋從「這個版本App耗電量」高，變成「這個版本CPU佔用高」「這個版本WiFi掃描異常」，可以幫助更快的定位到問題原因及解決問題。

當然，除了測試方法和測試工具，測試場景設計也非常重要。如果是在App內毫無規律的瀏覽，即使發現頁面有問題，有很難定位到是哪個模塊的問題。所以要針對性的設計場景，並且進行一些場景的對比，找出差異的地方。

四、總結

本文主要通過一個案例，介紹關於App電量測試中使用的一些基本方法和思路。電量測試採用的Battery Historian方法，雖然能初步解決問題，但是在實際的應用場景中還存在很多不足。目前美團點評雲測平台，已經集成了電量測試方法，通過自動化操作，獲取電量測試文件並進行解析，極大的提高了測試效率。目前每個版本發布之前，我們都會進行專門的電量測試，保障用戶的使用體驗。在電量測試方面，美團點評測試團隊還在持續的實踐和優化中。

作者簡介

倩雲，美團點評客戶端測試開發工程師，2015年加入美團點評，主要負責大眾點評App基礎功能及Android專項測試工作。

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