Android应用CPU实时监控工具-全机型适用

Android开发APP过程中，对于某些功耗较大的功能需要实时监测CPU占用（CPU作为手机功耗的核心模块，几乎占了性能消耗的大数，因此监控了CPU基本也就了解了当前手机的运行状况）。

目前市面上的一些监控CPU的程序有的是针对某些机型的CPU（比如高通针对骁龙芯片的Trepen，MTK针对联发科芯片的Mali），有的只能监控整体CPU，而无法针对某个应用的占用进行监控（比如PerfMon）；

而Android studio自带的Android Profiler工具在更新到某个版本之后就只支持API 21之后的机型了，比较旧的机型无法使用；更为严重的是，在本人实测多款机型中发现，开启Android Profiler会开启一个debug监控进程，这个监控进程对于某些机型（小米居多）的真实CPU占用是有影响的，一开启的CPU占用会迅速升高，甚至会出现可见性的卡顿情况；

针对这种难题，本人在查询多方资料，选择不影响实际性能的方式，实现了一个针对全机型适用的CPU监测工具，github地址：https://github.com/duguju/AndroidCPUCollector

核心类是CPUCollector：

/** Copyright (C) 2019 jjoeyang. All Rights Reserved.*/
package com.yzz.cpucollector;import android.util.Log;import java.io.BufferedReader;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Locale;/*** CPU占用统计类* 单例，进入APP时通过setPkgName()设置应用包名，调用getCPURate()即可输出CPU统计信息，退出时调用release()** Created by jjoeyang on 19/5/6*/
public class CPUCollector {public static final String TAG = CPUCollector.class.getSimpleName();private String mPkgName = null;private String mLastCPU = "";private Thread mCpuThread;private boolean enableCPU = true;private boolean isRunning = false;private boolean doCollect = false;private static final String COMMAND_SH = "sh";private static final String COMMAND_LINE_END = "\n";private static final String COMMAND_EXIT = "exit\n";private int maxFrameCount = 5; // 统计的总次数，可修改private int resultFrameTimes = 0; // 统计次数private double resultAVGValue;private String mAvgCPUValue;private static CPUCollector mInstance = null;private CPUCollector() {if (mCpuThread == null) {mCpuThread = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {while (enableCPU) {if (doCollect && !isRunning) {doCollect = false;isRunning = true;mLastCPU = getCPUFromTopCMD();isRunning = false;} else {try {Thread.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}});mCpuThread.setName("CpuCollectorThread");mCpuThread.start();}}public static synchronized CPUCollector getInstance() {if (mInstance == null) {mInstance = new CPUCollector();}return mInstance;}public void setPkgName(String pkgName) {mPkgName = pkgName;}public String getCPURate() {if (!isRunning && mPkgName != null) {doCollect = true;}return mLastCPU;}public String getAvgCPU() {return mAvgCPUValue;}public void release() {mPkgName = null;mAvgCPUValue = null;enableCPU = false;mCpuThread = null;}private String getCPUFromTopCMD() {String cpu = "";List<String> result = execute("top -n 1 -s cpu | grep " + mPkgName);if (result != null && result.size() > 0) {String r = result.get(0);if (r != null && r.contains("%")) {int end = r.indexOf("%");int start = -1;for (int i = end; i >= 0; i--) {if (Character.isWhitespace(r.charAt(i))) {start = i;break;}}if (start >= 0) {cpu = r.substring(start, end);calculateAVGValue(Double.parseDouble(cpu));}}}return cpu;}/*** 执行单条命令** @param command* @return*/private List<String> execute(String command) {return execute(new String[]{command});}/*** 可执行多行命令（bat）** @param commands* @return*/private List<String> execute(String[] commands) {List<String> results = new ArrayList<String>();int status = -1;if (commands == null || commands.length == 0) {return null;}Process process = null;BufferedReader successReader = null;BufferedReader errorReader = null;StringBuilder errorMsg = null;DataOutputStream dos = null;try {process = Runtime.getRuntime().exec(COMMAND_SH);dos = new DataOutputStream(process.getOutputStream());for (String command : commands) {if (command == null) {continue;}dos.write(command.getBytes());dos.writeBytes(COMMAND_LINE_END);dos.flush();}dos.writeBytes(COMMAND_EXIT);dos.flush();status = process.waitFor();errorMsg = new StringBuilder();successReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));errorReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getErrorStream()));String lineStr;while ((lineStr = successReader.readLine()) != null) {results.add(lineStr);}while ((lineStr = errorReader.readLine()) != null) {errorMsg.append(lineStr);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {try {if (dos != null) {dos.close();}if (successReader != null) {successReader.close();}if (errorReader != null) {errorReader.close();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}if (process != null) {process.destroy();}}Log.d(TAG, (String.format(Locale.CHINA, "execute command end, errorMsg:%s, and status %d: ",errorMsg, status)));return results;}private void calculateAVGValue(double resultTime) {if (resultFrameTimes >= maxFrameCount) {if (resultFrameTimes == maxFrameCount) {resultFrameTimes++;}mAvgCPUValue = String.format("%.2f", resultAVGValue);resultFrameTimes = 0;resultAVGValue = 0;return;}resultFrameTimes++;double allResultTime = (resultFrameTimes - 1) * resultAVGValue;resultAVGValue = (allResultTime + resultTime) / resultFrameTimes;}
}

核心原理就是通过代码方式，固定间隔调用adb监控CPU的命令（adb shell top -m 100 -n 1 -s cpu），从而输出当前应用的CPU占用情况；支持获取当前占用并进行N帧的平均统计。具体API调用及使用方式可参考github中的Demo

第一版是log输出的CPU信息，Demo中过滤以下log：

05-13 12:03:48.914 12240-12240/com.yzz.cpucollector E/duguju-cpu: 当前CPU占用: 4% 平均:5.2%

今后会做一些界面、操作优化等更新工作，敬请期待~

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