性能测试工具与APP常见性能指标分析

一、无线化自动化测试工具：SoloPi

SoloPi 是一款专为 Android 平台设计的非侵入式、无线化自动化测试工具，集成了录制回放、性能监控等多种功能。其主要特性包括：

• 基础性能测试：支持对应用在运行过程中的关键性能数据进行实时采集和记录，用户可通过悬浮窗查看动态更新的数据曲线；同时提供性能加压功能，可模拟低CPU、内存受限或弱网络环境，帮助验证应用在极端条件下的表现。
• 操作录制与回放：能够完整记录用户在APP上的操作流程，并生成可复用的测试脚本，支持跨设备回放，整个过程无需依赖PC端，完全在手机上独立完成。
• 一机多控能力：允许通过一台主机设备同时控制多台从机设备执行相同操作，显著提升兼容性测试效率，避免重复手动操作。

注意事项：
——可独立安装的 SoloPi（APK，IOS无该版本），像普通APP一样安装。
——SoloPi使用时，需要申请悬浮窗权限，adb权限，读写权限

二、移动应用常用性能指标详解

性能测试关注点：
——APP使用时对CPU、内存的占用情况；
——APP使用时是否流畅等
——APP使用时，电量流量的消耗情况；
——APP的启动时间是否过长；
——APP是否能长时间稳定运行

2.1 内存使用情况

应用程序运行时需将代码与数据载入内存中，若系统内存不足，则可能导致程序无法启动或运行异常。

2.1.1 内存监控的关键指标

1. Private Dirty（私有内存）：指该进程独占且不可共享的物理内存部分，在进程终止后即可被系统回收。
2. PSS（Proportional Set Size，实际使用内存）：综合考虑了共享内存页的影响，按比例分摊共享部分到各个进程，能更准确反映单个进程实际占用的物理内存大小。

2.1.2 常见内存问题现象

• 内存泄漏（Memory Leak）：已分配的内存未被及时释放，导致可用内存逐渐减少。
• 内存溢出（Out of Memory）：当应用尝试申请超出系统剩余容量的内存时发生崩溃。

2.1.3 实际内存测试案例

测试需求：打开TP商城单商户APP，进入首页并点击“我要拼团”，上下滑动动态内容持续2分钟，期间监测内存表现是否正常。

测试步骤：

1. 启动 SoloPi 工具，开启内存监控模块。
2. 运行目标APP并执行指定业务路径，观察运行过程中内存变化趋势。
3. 测试结束后检查以下两项：
• 查看PSS值是否呈现持续上升趋势，判断是否存在潜在内存泄漏。
• 确认APP在测试过程中是否出现闪退（crash）情况。

2.2 CPU 使用状况

2.2.1 CPU 监控核心指标

CPU性能监控主要包括两个维度：

1. 全局CPU占用率：反映当前设备整体的CPU资源消耗水平。

   在Linux系统中，CPU时间分为三类：

   • 用户态：应用程序执行所占用的时间。
   • 系统态：操作系统内核执行任务的时间。
   • 空闲态：处理器处于待命状态的时间。

   CPU使用率计算公式为：
   CPU 使用率 = (CPU 非空闲进程执行时间) / (CPU 总执行时间)

2. 应用进程CPU占用：统计自设备开机以来，特定应用累计消耗的CPU时间片总量。

2.2.2 CPU异常的表现

• CPU长期维持在90%以上高负载状态。
• 设备明显发热，电池消耗加快。
• 界面响应迟缓，甚至触发ANR（Application Not Responding）错误。

ANR：xxxxx错误原因

2.2.3 CPU性能测试实例

测试需求：进入TP商城单商户APP，访问“首页-我要拼团”页面，连续滑动2分钟，评估CPU使用是否合理。

测试方法：

1. 打开 SoloPi，启用CPU监控选项。
2. 执行上述操作流程，实时观察CPU波动情况。
3. 测试完成后分析结果：
• 检查APP运行期间是否存在CPU瞬时飙升现象。
• 确认CPU是否长时间处于90%以上的高位。
4. 保存详细日志以供后续深入分析CPU使用详情。

2.3 网络流量监控

2.3.1 流量监控的主要指标

网络流量：用于衡量APP每秒上传与下载的数据包大小，系统可自动统计上下行流量，便于识别高耗流场景。

常用的流量测试方法：统计测试法。
——利用工具获取应用程序收发的数据报文，统计出对应的流量

2.3.2 常见流量优化策略

针对页面加载缓慢的问题，常见的优化手段包括：

• 对传输数据进行压缩处理。
• 选择高效的数据格式（如 Protocol Buffers 替代 JSON）。
• 降低接口请求频率。
• 仅获取当前所需的数据字段。
• 引入本地缓存机制减少重复请求。
• 根据网络类型（Wi-Fi/4G/5G）动态调整数据拉取策略。

2.3.3 流量性能测试案例

测试需求：进入TP商城单商户APP，“首页-我要拼团”页面，上下滑动2分钟，统计期间产生的网络流量。

测试步骤：

1. 启动 SoloPi，勾选“网络”流量监控项。
2. 进入目标页面并执行滑动操作，保持2分钟。
3. 结束测试后，查看最终的流量统计报告。

2.4 电量消耗

2.4.1 电量概述（基于真机测试）

移动设备的续航能力直接影响用户体验，尤其在长时间运行或后台服务频繁唤醒的情况下，电量消耗成为重要关注点。

2.4.2 电量监控方式

通常借助专业仪器或系统级工具结合电流采样技术来精确测量APP在不同场景下的功耗表现，也可通过电池历史记录估算相对耗电程度。

2.4.3 电量性能测试案例

设定典型使用场景（如视频播放、定位追踪、消息推送等），利用SoloPi或其他工具配合真机进行长时间运行测试，记录单位时间内的电量下降幅度，对比不同版本或功能模块的能耗差异。

2.5 启动速度

2.5.1 启动速度说明

启动速度是衡量APP用户体验的重要指标之一，分为冷启动、温启动和热启动三种模式，其中冷启动耗时最长，也是优化重点。

2.5.2 启动速度测试方法

通过工具记录从点击图标到主界面完全渲染完成的时间节点，多次测量取平均值，确保数据准确性；可结合方法追踪定位耗时瓶颈。

2.6 流畅度表现

2.6.1 流畅度监控指标

主要通过帧率（FPS）和掉帧情况来衡量，理想状态下应维持在50~60 FPS之间，避免卡顿、跳帧等影响视觉体验的现象。

2.6.2 流畅度测试实例

在典型交互场景下（如列表滚动、动画播放）使用SoloPi监控FPS变化，识别是否存在严重抖动或持续低帧问题，辅助开发调优渲染逻辑。

2.7 稳定性

稳定性反映APP在长时间运行或多任务切换下的可靠程度，主要考察是否频繁出现崩溃、ANR、卡死等问题。

三、稳定性专项测试

3.1 Monkey 工具简介

Monkey 是 Android SDK 提供的一个命令行工具，通过向系统发送伪随机事件流（如触摸、手势、按键等）来测试APP的健壮性和容错能力。

3.2 Monkey 基础命令

基本语法格式为：adb shell monkey [选项] 事件数量，例如发送1000次随机事件可执行：
adb shell monkey -p 包名 --throttle 500 1000

3.3 Monkey 参数扩展说明

支持多种参数配置以定制测试行为，例如：

• -p：限定测试包名。
• --throttle：设置事件间隔时间（毫秒），模拟真实操作节奏。
• --ignore-crashes：即使发生崩溃也继续执行。
• --monitor-native-crashes：监控原生层崩溃。
• -v：增加输出日志详细程度。

四、扩展知识

4.1 什么是性能测试？

性能测试旨在评估软件系统在不同负载条件下的响应速度、资源消耗、稳定性和可扩展性，发现潜在瓶颈，保障上线后的用户体验。

4.2 APP性能测试分类

主要包括以下几类：

• 启动性能测试
• 内存与CPU占用测试
• 网络流量消耗测试
• 电量消耗测试
• 流畅度（FPS）测试
• 稳定性压力测试
• 弱网环境适应性测试

4.3 日志查看方法

通过ADB命令抓取Logcat日志，过滤关键信息（如E/AndroidRuntime、ANR in等），结合时间戳定位异常发生时刻及相关堆栈信息，辅助问题排查与修复。

2.4 电量

2.4.1 电量概述（基于真机）

相较于PC设备，移动终端的电池容量有限，因此在APP性能测试中，电量消耗情况是一项关键指标。

电量测试：指评估移动设备在运行应用过程中电能消耗速度的一种方法。通常以平均电流作为衡量标准——由于电池厂商普遍使用mAh（毫安时）来标识电池容量，平均电流越低，意味着设备可持续使用的时间更长。

常见的高耗电场景包括：

• 定位功能：特别是启用GPS进行精确定位时，耗电量显著增加。
• 网络数据传输：在非Wi-Fi环境下（如4G/5G网络），频繁的数据交互会加大功耗。
• 屏幕亮度设置过高：屏幕是主要耗电源之一，亮度越高，耗电越快。
• CPU运算负载：复杂的逻辑处理、死循环等会导致CPU长时间高负荷运行，进而加剧电量消耗。
• wake_lock机制的使用频率与时长：锁屏与解锁操作频繁或唤醒时间过长，也会导致额外耗电。

提示：在模拟器中无法统计电脑流量使用情况，看进程使用流量即可

2.4.2 电量监控方式

目前常用的电量监测手段主要有以下三种：

1. 系统内置接口检测

   最新版本的iOS和Android系统均支持在“设置”中查看各应用的电池使用情况。但该方式无法精确统计某一特定时间段内的实际电量消耗，仅提供大致参考。

2. 硬件级检测

   借助专业硬件设备（如PowerMonitor）可实现对应用功耗的精准测量。然而，此类方法需拆解设备并接入测试仪器，成本较高且操作复杂，适用于实验室环境。

3. 第三方软件工具检测

   利用AccuBattery、360省电王、SoloPi等第三方应用获取电量数据。此方案便捷易行，但结果准确性依赖于软件自身的算法模型。

SoloPi工具提供了电量的监控指标：电池。

电量测试结果分析方法

针对不同业务场景采集到的电量消耗数据，需通过对比分析判断是否存在异常。常用比对策略如下：

• 与基准值对比：将当前测试结果与产品经理提供的预期值或历史积累数据进行比较。
• 横向竞品对比：在同一设备、相同网络条件及相似操作流程下，同步测试自身产品与竞品的耗电表现，从而识别差距并提出优化建议。（该方法被广泛采用）

2.4.3 实际电量测试案例

测试需求：启动TP商城单商户APP，进入首页后点击“我要拼团”，上下滑动动态内容持续2分钟（下滑1分钟，上滑1分钟），记录期间的电量消耗。

测试步骤：

1. 开启SoloPi工具，启用“电池”监控项；
2. 进入TP商城单商户APP，执行上述用户行为，同时观察CPU占用情况；
3. 完成操作后保存数据，查看详细的电量消耗统计报告。

提示：模拟器没有电池，无法获取电量数据

2.5 启动速度

2.5.1 启动速度说明

APP启动速度测试旨在评估从点击图标到主界面完全展示所需的时间。若等待时间过长，将严重影响用户体验。

SoloPi指标：启动耗时计算

APP启动类型分为两类：

• 冷启动：应用程序未在后台运行，需重新创建进程并完成初始化工作。
• 热启动：应用已在后台运行，只需将其从前台调出；也可用于衡量不同页面间的加载速度，例如“我的”页面、“购物车”页面的打开时间（通常极短甚至接近于零）。

2.5.2 启动速度测试方法（Android平台）

常用命令格式如下：

adb shell am start -W 包名/启动Activity名称

以TP商城单商户为例，其包名与启动Activity为：com.tpshop.malls/com.tpshop.malls.SplashActivity

该命令返回三个核心指标：

• ThisTime：最后一个启动的Activity所耗时间。
• TotalTime：整个应用从启动到界面显示完成的总耗时，涵盖进程创建、Application初始化及Activity绘制全过程。
• WaitTime：前一个应用Activity暂停时间 + TotalTime，反映系统整体响应延迟。

获取当前应用包名与Activity的方法：

adb shell dumpsys window windows | grep usedAPP

注意事项：

• 冷启动与热启动均可使用相同命令进行测试。
• 一般情况下，冷启动耗时明显高于热启动。

2.6 流畅度

指动画播放、页面切换或滚动过程中的视觉连贯性表现。

2.6.1 流畅度监控指标

核心监控指标为FPS（Frames Per Second），即每秒GPU渲染并输出的帧数，可理解为每秒钟呈现给用户的画面数量。

• FPS越高，视觉体验越流畅。
• 人类大脑感知连续动作所需的最低帧率为每秒10-12帧。
• 达到流畅视觉效果的标准为至少24帧/秒。
• 理想目标为60帧/秒，这是目前移动设备的最佳流畅标准。

注意事项
——当页面多为静态时，FPS值很小是正常的
——页面数据多为动态加载时，FPS值比较大（建议在24帧以上）

2.6.2 流畅度测试实例

测试需求：打开TP商城单商户APP，进入首页后选择“我要拼团”，上下滑动动态内容共2分钟（先下滑1分钟，再上滑1分钟），记录FPS变化情况。

测试步骤：

1. 启动SoloPi工具，勾选“帧率”监控选项；
2. 进入APP并执行指定操作，实时观察流畅度指标波动；
3. 结束测试后查看运行结果图表；
4. 保存完整数据，以便后续深入分析流畅度详情。

2.7 稳定性

稳定性测试：通过对应用程序进行长时间、随机性的操作，检验其是否会出现崩溃（Crash）、无响应（ANR）等问题。

稳定性测试工具 —— Monkey

Monkey是Android官方提供的命令行自动化测试工具，能够模拟用户的真实操作行为，包括：

• 触摸事件
• 点击操作
• 滑动手势
• 系统按键输入（如返回键、音量键等）

通过向应用发送大量随机事件流，检测其在极端使用场景下的稳定性和容错能力。

三、稳定性测试

对本章2.7稳定性的详细补充。

3.1 Monkey工具介绍

1、什么是Monkey？
顾名思义，“Monkey”即猴子。Monkey测试就如同一只猴子坐在电脑前随机敲击键盘，对设备进行毫无规律的操作，以此模拟极端情况下的用户行为。

2、Monkey的作用
通过运行Monkey程序，可以模拟用户常见的操作行为，例如触摸屏幕、滑动轨迹球、点击按键等，从而对安卓设备上的应用程序进行压力测试，检测其在长时间或高强度操作下多久会出现异常或崩溃。

3、Monkey异常情况分析
当Monkey测试过程中出现错误时，通常需要结合日志进行排查，主要的分析方式如下：
- 程序无响应（ANR）：可在日志中搜索关键词 “ANR”
- 应用崩溃：查找日志中的 “NullPointerException” 或其他异常信息

4、Monkey运行环境
Monkey是Android系统内置的一个测试工具，由Java语言编写而成，其核心文件monkey.jar位于Android系统的以下路径中：
/system/framework/monkey.jar

3.2 Monkey基本命令语法

常用命令格式如下：
adb shell monkey -p 包名 -v 模拟次数 > 路径/log.txt

参数说明：
-p：用于指定目标应用的包名
-v：设置日志输出的详细程度，最多支持三个-v（即 -v -v -v），级别越高，日志越详尽
次数：表示要执行的随机事件总数
>：将日志输出重定向并保存至指定文件

示例命令：
C:\Users\ggk>adb shell monkey -p com.android.browser -v 5000 >C:\Users\ggk\Desktop\log01.txt

3.3 Monkey扩展参数说明

进阶命令示例：
adb shell monkey -p com.android.browser --pct-touch 70 --pct-motion 30 -v 5000 > C:\Users\ggk\Desktop\log03.txt

参数解释：
-s：设定随机种子值，若种子相同，则每次生成的操作序列也完全一致，便于复现问题
-v：控制日志输出级别，单个-v为普通详细度
--pct-touch：调整触屏操作所占百分比
--pct-motion：设置滑动类事件的比例，可用于控制不同操作类型的分布区域和频率

四、性能测试扩展内容

4.1 什么是性能测试？

功能测试关注的是软件功能是否按预期实现，通常基于单用户场景；而性能测试则侧重于模拟多用户并发使用的情况，评估服务器在高负载下的响应能力与处理效率。

4.2 APP性能测试分类

专项性能测试：
由于APP作为安装在移动设备上的软件，会直接占用手机的硬件资源，因此需对其资源消耗情况进行监控，包括CPU占用率、内存使用、运行流畅度、网络流量以及电量消耗等指标。

稳定性测试：
任何软件都可能存在崩溃、闪退等问题。针对APP的稳定性，常采用Monkey工具进行长时间随机操作的压力测试，以发现潜在的稳定性缺陷。

服务器性能测试：
评估当有大量用户（如100人）同时使用APP时，后端服务器对接口请求的处理能力，确保服务稳定可靠。

4.3 日志查看方法

为何测试人员需要掌握Linux？
大多数服务器运行在Linux系统上，且关键日志文件通常存储于该环境中，因此熟悉Linux操作是进行日志分析的基础。

原因：未来被测项目部署在Linux中。
1、搭建测试环境。
2、查看日志辅助测试。

需要查看哪些日志文件？

日志类型（定位或排查错误）：
	1、Linux操作系统日志（安装项目报错、自动重启等原因）
	2、应用服务器日志（Apache、Nginx等，①首先看错误原因，看不出错误原因事看②）
	3、项目代码日志（②问开发）
	4、数据库日志（③数据库日志）

常用日志查看命令：
tail -f xxx.log | grep "关键字" > ~/error.log

应关注的关键字包括：
error
500
Exception（异常）
ANR（Application Not Responding）
Null（空指针）
leak（内存泄漏）
out of（内存溢出）

发现相关记录后应如何处理？

1、能分析则自己分析定位问题；
2、日志截图发给开发；