如何开展安卓手机下的App性能测试,对于优秀的测试人员而言,除了要懂得性能测试的步骤流程外,还应该懂的性能测试的一些其他知识,比如性能测试指标、各指标的意义,常用的性能测试工具、如何查看结果分析等等知识。所以本文为了讲透该知识点,具体的撰写大纲如下所示:

1、性能测试目的
2、性能测试指标
3、 移动APP性能测试步骤流程
4、性能测试结果分析
5、性能测试场景问题分析

好,马上就讲。


一、性能测试的目的

性能测试的目的简而言之,就是优化应用程序(注:应用程序在PC端被称为"软件",在移动端被称为“App”),满足用户使用体验。

对于移动应用App来说,要想取得成功,顶级性能是最重要的。否则,最终用户将卸载应用程序APP,去寻找性能更好的APP替换它。

我承认18年我就是因为荒野行动卡顿,用户体验不好,才跑去玩和平精英的。

那到底要关注哪些方面,每个指标在实际生产中是如何影响业务?在实际生产中如何开展?我们从以下几点来看。

二、性能测试指标

1、Android性能指标

基础的产品性能指标,一般涵盖页面加载速度、到站率、接口返回速率、成功率、白屏率等用户侧指标,也包含功耗、流量消耗、包体积、磁盘空间等物理指标。

2、CPU

主要关注的 CPU 的使用率。比如打游戏时间长了,手机会出现发热发烫,是因为CPU 使用率过高,CPU 过于繁忙,会使整个手机无法响应用户,整休性能降低,用户休验会很差,也容易引起 ANR等等一系列问题。指用户进程与系统进程消耗的CPU时间百分比,长时间情况下,一般可接受上限不超过85%。

3、GPU

GPU 过度渲染是指:在一个像素点上绘制多次,过度绘制对动画性能的影响是极其严重的,如果你想要流畅的动画效果,那么一定不能能忽视过度绘制。

还有一种由于当前线程中执行了太多任务,UI渲染跟不上Sync信号(刷新信号)而出现掉帧,通常是主线程导致。而这也是优化的重点,因为大部分卡顿、掉帧都会在这里现出。

4、APP响应时间

作为应用成功的核心特征之一,移动应用响应时间至关重要。用户对较长的加载时间和缓慢的处理零容忍。对应好坏的指标有:

优秀:0-400ms

标准:400ms-2000ms

隐患:2s-5s

严重:>=5s

优化APP性能需注意以下几点:减少 cookie 大小、使用更少的 URL 重定向、消除 Flash 等组件等,以实现良好的响应时间。

5、流畅度FPS

FPS指的时应用被使用时得流畅度,是图像领域中的定义,是指画面每秒传输帧数,通俗讲就是指动面或视频的面面数。FPS 是测量用于保存、最示动态视频的信息数量。

每秒钟帧数越多,所显示的动作就会越流畅,帧率肯定是越高越好,出于功耗与显示设备的限制,一般跑满也就在60fps左右。一般,Android 设备的屏幕刷新率为 60帧/s,要保特面面流畅不卡倾,要求每一帧的时间不超过1000/60=16。6ms,称之为16ms 的黄金准则,如果中间的某些帧的渲染时间超过 16ms。

导致屏幕渲染时间缓慢,也可能是由于屏幕尺寸不准确、字体不一致、图像未缩放、过多的阻塞脚本等导致。需要加快屏幕页面渲染时间,需避免使用 CSS 表达式并引用 HTML 中的图像。

6、应用程序APP崩溃

通常崩溃率是每次应用加载的平均崩溃率。移动设备的典型崩溃率为 1-2%,但可能会因APP类型、APP使用情况、成熟度等,而产生有很大差异。应始终以 98% 的无崩溃用户为目标。

7、电池使用情况

电池寿命是任何移动设备的关键特性。移动应用app电池消耗测试仅在必要时优化APP以消耗低电池电量。还应尽量减少后台活动。

在持续使用时,某些app程序会消耗大量电池寿命并加热手机。这个因素极大地提高了任何app程序的性能,并且通常会在APP使用的资源超过所需资源时发生。过多的资源使用会给处理器带来负担,并且手机会发热

8、内存消耗

在 Android 系统中,每个APP 进程除了同其他进程共享内存(shared dirty)外,还有私有内存(private dirty),通常我们使用 PSS(私有内存+比例分配共享内存)来衡量APP 的内存开销。

内存使用占有率高,APP在运行时,由于一个移动设备的内存是固定的,会和与其他后台APP竞争,如果内存消耗过大就会造成应用卡顿或被操作系统终止(闪退)。应保证应用不占用过多的内存资源,且能够及时释放内存,以保证整个应用内的稳定性和流畅性,以减少APP的内存占用。

内存利用率:内存利用率=(1-空闲内存/总内存大小)*100%,一般至少有10%可用内存,内存使用率可接受上限为85%。

9、 网络流量

目前的网络类型包含 2。5G、3G、4G、wifi,其中还有不同运营商的区分,我们在 APP的使用中经常遇到大资源,重复请求,调用响应慢,调用失败等各种情况。在不同的网络类型之下,我们不仅加快请求的响应,还要控制流量使用。每秒钟乎均流量,建议值<5.12kb,每10 分钟平均流量,建议值<3MB。并且不存在app偷跑流量等行为。

10、碎片化

性能质量在各种移动设备中都是相对的。在市场上Android有数以千计的移动设备,它们因品牌、价格而异的硬件配置、不同的操作系统版本、不同的分辨率。在具有不同 RAM、ROM 和不同规格的处理器等设备上,对应用进行测试。确保应用在容量较低的设备上,也可以正常地运行(如4g,再低则很少有维护的必要)。

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三、性能测试步骤流程

通常性能测试会交由专门的性能测试组进行测试。但在不同的公司、不同类型的App,对性能测试步骤流程都是相似的。

在做性能测试的时候,通常是这样的分配的:

• 45%前置准备:性能测试分析,也就是制定明确的标准及目标;

• 30%测试执行:通过工具或自动化脚本,根据制定的目标,进行执行;

• 25%结果分析:执行完成后得出性能报告,但这并不意味着结束。而是要根据报告分析系统中存在问题的原因。

1、前置步骤

但在实际开始测试移动应用App性能之前,通常需要制定一个针对该应用,行而有效的测试计划,以确保应APP得到有效测试。简单而言,有以下几个步骤:

步骤1:性能需求分析

性能需求分析是开始进行性能测试最重要的部分。

同其它软件研发流程一样,性能测试也是有需求的。需求通常要明确:对性能测试或调优要的目标确认;系统背景相关信息进行确认;被测系统的业务场景确认;测试风险确认。这些都对之后的高效性能测试实现等,都具有指导性。

步骤 2:定义测试性能目标

缺乏移动应用App性能测试目标,是APP开发和性能测试中最常见的失败原因。

性能测试需要目标清晰、定义明确,与业务APP实现目标保持一致,否则测试过程很容易阻塞。比如:我觉得这个页面打开有点儿慢,足足用了5秒,对于研发来讲:这符合预期,因为定义时只是说很快,从10秒到现在5秒,效率提升两倍,我5秒已经很快了~从而开始争论不休。

步骤 3:确定测试用例 KPI

计划需要设置并实现测试基准,以证明性能测试的可行性。战略目标确定了APP测试的目标, KPI 将帮助我们了解,距离实现这些目标还有多远。

以下这些 KPI 可以帮助衡量测试的有效性:

  • 平均响应时间

  • 峰值响应时间

  • 错误率

  • 并发用户数

  • 每秒请求数

  • 吞吐量

步骤 4:确定关键场景并确定优先级

大多数APP性能测试失败的一个常见原因是目标定义不明确。

每个功能点都应该有对应得性能指标。这需要尽早定义。否则一概而论很可能会破坏测试策略,阻塞性能测试进度,发现不了性能能瓶颈的测试结果都是无效的。

制定好优先级,这需要先对必要的功能场景,制定对应的性能指标,测试完成后,再制定辅助功能场景的性能指标,并继续测试。

App性能测试清单:

• 使用此APP需要多少 RAM?

• 验证APP在不同网络和环境下的速度和响应时间。

• 在多种网络条件下确保真实的用户体验

• 确保在多个连接的情况下实现所需的结果

• 确保APP不会崩溃。

• 确保APP程序在使用数据、Wi-Fi 或其他连接时表现良好

• 监控正常运行时间和移动 API 使用瓶颈

• 确定最大并发用户数

• 检查app程序的极限

步骤5:在测试环境中使用模拟器、虚拟机和真机设备,测试APP

通常在模拟器等虚拟测试设备上,可以帮助测试人员运行APP,尽管虚拟测试设备与最终用户设备表现相似,并具有成本效益,但也仅仅是大致了解APP,依旧无法替代真机。

这是因为在真实设备上,会获得最真实的体验感受。如:相机权限、GPS的性能,这往往是虚拟设备无法提供的。还可以在各种屏幕分辨率,以及不同的地理位置和网络环境进行测试。通常真实设备比虚拟测试设备提供更准确和可靠的结果。

设置App性能测试环境如下:

• 了解需要测试的App程序

• 识别APP需要在其上运行的不同操作系统版本

• 构建测试设置

• 构建模拟器或模拟器

• 实际设置的原型

• 选择合适的测试工具

步骤 6:测试与研发协调

性能测试通常由自动化支撑,来实现APP在软件生命周期中的持续测试。

而测试方法与APP开发方法应保持一致,有助于测试目标和测试基准统一,有助于实现APP愿景和业务战略,同时也有助于让研发团队中的每个人,可深入了解在一段时间内应用性能,对未来得性能提升打下坚定得基础。

例如:敏捷开发中,开发及测试团队,在整个项目的开发生命周期中,开发和测试的持续迭代,将工作流,调整为阶段,在进入下一阶段之前,开发及测试团队定期进行回归测试并接受错误报告。

步骤 7:考虑运营商网络的延迟和带宽

日常测试种会受到网络带宽和网络消耗及延迟的影响。移动设备通过第三方网络运营商连接到互联网,带宽和网络延迟可能会有所不同。因此需要在不同的网络条件下测试APP,以确保APP良好的运行,提供可靠的质量保证和改进的APP性能指标。

流量

APP需要在各种速度可变的网络上进行检查。

APP要在 2G、3G 、 4G和WIFI 网络上进行测试,监控APP的行为。特别是当两个网络都可用,并且从一个网络切换到另一个网络时。

例如:当用户将电话网络从 4G 切换到 WIFI 时,用户的APP中可能会出现问题,反之亦然。在这种情况下,APP变得无响应,可能需要重新启动APP才能使用。

抖动

响应时发生延迟时,对理想时间位置上,出现的短期偏离,称为抖动。

这是在分组交换网络时,发生的问题。当信息被分发到数据包中时,数据包可以通过不同的路径,从发送者到接收者。当数据到达预期位置时,它会变得比最初发送的顺序更混乱。

我们要确保当出现随机抖动的情况时,App程序应该有足够的能力来处理它。处理起来通常是告知用户,需要重新发送请求或等待系统再次响应。

数据包丢失

在完全丢包的情况下,APP应该能够重新发送信息请求或相应地生成警报。

如果数据不完整,则用户将无法理解 App 中显示的信息。这会给用户带来困惑并质疑应用的能力。

因此,最好显示合适的错误消息或提示用户重试。

2、测试执行——挑选移动应用性能测试工具

性能测试需求目标场景确认完成后,就要挑选用来针对测试所用到的性能测试工具。因设备和平台的类型而异。推荐一些最常用的测试工具包括::

1)Appium【推荐,正文末附该工具学习资料】

Appium Studio 是一款免费的移动性能测试工具。它以其易于阅读和编写的代码界面、各种受支持的测试和独特的 XPath 而闻名。

它与现有的测试环境完全集成,并为开发人员提供对特定于设备的功能的访问。

2)Robotium

Robotium 是一个 Android 测试自动化框架,它为原生和混合APP提供全面支持。

该框架使为 Android APP编写,其功能强大且健壮的自动黑盒 UI 测试变得容易。

开发人员可以编写自定义功能、系统和用户验收测试场景。用户还可以记录和回放进行测试的步骤。

3)Selendroid

Selendroid 是一个基于 Selenium 的测试自动化框架,适用于 Android 原生和混合移动应用app以及移动网络。用户可以同时测试多个 Android 应用版本,在模拟器或真机之间切换。

4)Sauce Labs

Sauce Labs 是一个真机云APP自动化测试平台,提供移动应用app的自动化测试。

允许用户在 700 多种不同版本的操作系统,在云真机设备上,并行运行测试,且不会相互干扰。

支持测试人员在没有编程知识背景下,进行移动端自动化测试。

还为测试客户提供了一个安全的测试协议,可在开发、测试、测试版或发布后,对错误进行捕获,并确定优先级。通过更深入地了解APP故障的根本原因,提供高保真错误数据和强大的崩溃分析,来降低APP风险。

5)JMeter 【正文末附该工具学习资料】

JMeter 通常用来测试服务器,可用于测试静态和动态资源。如静态文件、Java 小服务程序、CGI 脚本、Java 对象、数据库和 FTP 服务器等等。

JMeter 可对服务器网络或对象模拟巨大的负载,在不同压力类别下测试它们的强度和分析整体性能。

另外,JMeter 能够对APP做功能/回归测试、分布式测试,通过创建带有断言的脚本来验证程序是否返回了期望结果。为了最大限度的灵活性,JMeter 可以使用正则表达式创建断言。

四、最后就是测试结果分析

1、测试结果报告:

测试完成后会,会生成报告,一般分为三个部分:

• 基础信息:包名、版本号、提交时间。

• 检测结果:如果下方的检测项出现错误,则会在检测结果上提示哪台手机出现错误。

• 各设备检测结果:选择的机型中的各个设备的检测结果。

2、设备检测结果:

设备信息:安卓版本、分辨率、运行内存、内部储存空间、屏幕大小

设备性能参数:再次启动时间、列表滑动帧率、CPU 占用率、FPS、内存占有率

3、重要检测项:

首次启动时间:首次启动耗时下限设定为 4000ms;耗时过长,会导致用户看到的都是白屏或者内容有缺失。建议检查加载过程中的所有操作,看是否存在请求数据耗时过长,或者一次性渲染数据过大的情况等。

内存占用为:快应用内存占用下限,设定为 600M;请检查是否存耗费内存的操作,如:内存泄漏,没有复用的超长列表,很多大尺寸图片等。

其他较为重要的检测项目还有:

• 是否成功安装

• 是否成功启动

• 是否有卡死现象

• 是否有崩溃现象

• 是否成功卸载

• 是否正常运行

• 是否出现黑屏或者白屏异常

4、生成测试报告

生成测试报告,或者通过excel表里面的数据,制作折线图、柱状图。此时,作为测试人员并不是提交这些报告才算完工。我们需要查看执行概览,测试结果,被测系统监控,错误日志,跟踪并分析日志等。

5、在测试结果分析前,还需要有四看:

在整个测试场景的执行过程中, 一要看:测试环境是否正常。

如果在测试过程中发生出现过异常,那么这样得出的结果往往不准确,无须进行分析。

二要看:测试场景的设置是否正确、合理。

测试场景的设置是否正确对测试结果有很大的影响。当测试出现异常时,需要分析是不是由于场景设置不正确引起。

三要看:负载生成器和服务器的系统资源情况。

保证负载生成器在整个测试过程中的CPU、内存、带宽未触及到性能瓶颈,否则测试是无效得。

四要看:错误发生曲线在整个测试过程中是否有规律变化

如果是,则意味着程序存在一定的缺陷。

五、场景问题分析

通常上线一定时间内,APP会发生不同的问题。总结不同的应用场景,在性能测试领域,大概有以下几类常见问题:

1)应用间互相影响:
在与其他APP并行测试时,要做到不会干扰到其他APP运行。测试时需与其它应用之间进行切换,以监控应用与其他应用的交互方式。

2)卡顿分析:
通常需要插桩,通过对线程任务分布,CPU利用率及颗粒度进行卡顿问题分析及线程堆栈信息收集。

3)流畅性分析:
保存FPS记录、记录动态视频信息数量,查看相关线性图。

4)启动分析:
自动化测试启动时间,启动阶段执行任务分析、线程创建情况分析。

5)内存分析:
查看内存多维度的指标,如:Java Heap Dump 内存数据,分析大小对象、内存泄漏问题,纹理分配数量及占用内存,还原图片帮助归因。

6)界面分析:
UI自动化进行验收,视图拾取、点选视图、查看视图信息&修改视图属性,展示视图输等。界面层级结构分析、视图归类分析等。

7)崩溃分析:
对ANR 监听并捕获、NativeCrash、Java crash 堆栈信息,崩溃数据抓取,分析各种环境关键信息。

六、性能测试学习视频推荐

如果看完上述文字后,对安卓下App性能测试的工具,还是不知道如何入手?文末获取~

七、总结

熟练掌握Android下的App性能测试指标,不仅仅是对指标名称的了解,最好还能掌握Android系统相关机制。可通过阅读Developer开发者文档(百度《android开发之developer文档》),针对性能测试做好前置准备工作。

最后总结App性能测试流程,大概分为下面几步:

1)通过调研分析,
2)得出对被测移动APP的测试方法,
3)制定有效的测试策略(而不是上来就是通过工具构造高并发,多线程虚拟用户,进行莫名其妙得测试)。
4)分析得出的数据,绘制折线图进行观察,分析性能缺陷,并推算出导致问题的原因。


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