系统应用中的 ViewCapture

ViewCapture 是一种软件工具，用于捕获附加到其挂钩的窗口的视图属性（例如位置、大小、缩放比例和可见性）。ViewCapture 会捕获窗口内各种视图及其属性的相关信息，以便您了解特定时刻的用户体验状态，并跟踪随时间的变化。

屏幕录制可以直观呈现视图在特定时间的状态，并显示其变化情况，但它们需要大量的 CPU 资源，并且可能会影响性能。ViewCapture 工具对资源的影响较小，可以更频繁地启用。此外，ViewCapture 会在视图级别逐帧显示可视化图表，与屏幕录制相比，可更轻松地检查特定时刻的视图状态。

本页面介绍了如何在系统应用中初始化 ViewCapture。

使用

ViewCapture.java 可实现 onDrawListener 的实例，并在绘制过程中收集 ViewCapture 跟踪记录。每次帧重绘都会触发对视图树层次结构的遍历，且从窗口的根视图开始。ViewCapture 使用公共 View.java getter 方法来提取值并将其复制到后台线程，从而提高性能。ViewCapture 实现通过使用 captureViewTree 检查视图是否脏或无效来优化此过程，从而避免遍历整个视图层次结构。captureViewTree 仅适用于系统应用，并且是 UnsupportedAppUsage API 的一部分。此 API 的使用仅限于基于目标 SDK 版本的应用。

限制

以下部分介绍了运行 ViewCapture 时的性能和内存限制。

性能

ViewCapture 性能的主线程平均开销为 195 μs。不过，在最糟糕的情况下，可能需要大约 5 毫秒。请参阅 Perfetto 跟踪记录中的 vc#onDraw 切片。

开销主要源于以下操作：

  1. 遍历层次结构需要 50 μs，即使进行修剪也是如此。
  2. 从空闲列表分配器中提取对象以存储视图属性副本需要 20 μs。
  3. 通过 getter 函数提取每个属性值会导致每个视图进行多次额外的函数调用，耗时 110 μs。

因此，在始终开启跟踪 (AOT) 的情况下启用 ViewCapture 会对系统性能产生负面影响，并导致卡顿。由于存在这些性能和内存限制，因此该方法尚不适用于 AOT。我们建议仅在实验室和本地调试时使用 ViewCapture。

内存

Perfetto 的 ViewCapture 跟踪记录方法使用单个环形缓冲区，该缓冲区具有预定义的内存占用量，可防止过度占用内存。此方法通过避免为每个窗口使用单独的环形缓冲区来避免过度消耗内存，但无法解决针对每个帧在 Perfetto 中存储每个状态的整个视图层次结构的问题。记录单个窗口（例如 NexusLauncher）可能会在 10 MB 缓冲区中生成超过 30 秒的 ViewCapture 数据。不过，从系统界面捕获超过 30 个窗口需要更大的缓冲区或更短的录制时间窗口。

操作说明

请按照以下说明在系统应用中启用 ViewCapture：

  1. 将依赖项添加到 Android.bp 文件中，如启动器代码中所示。

    android_library {
    name: "YourLib",
    static_libs: [
          ...
        "//frameworks/libs/systemui:view_capture",
          ...
    ],
    platform_apis: true,
    privileged: true,
}

  2. 在创建窗口时创建 ViewCapture 实例，例如：

    • 示例 1：

      private SafeCloseable mViewCapture;

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  ...
  mViewCapture = ViewCaptureFactory.getInstance(this).startCapture(getWindow());
}

    • 示例 2：

      private SafeCloseable mViewCapture;

@Override
protected void onAttachedToWindow() {
  super.onAttachedToWindow();
  if (enableViewCaptureTracing()) {
      mViewCaptureCloseable = ViewCaptureFactory.getInstance(getContext())
        .startCapture(getRootView(), ".NotificationShadeWindowView");
  }
  ...
}

  3. 在销毁窗口时关闭 ViewCapture 实例，如以下示例所示：

    • 示例 1：

      @Override
public void onDestroy() {
  ...
  if (mViewCapture != null) mViewCapture.close();
}

    • 示例 2：

      @Override
protected void onDetachedFromWindow() {
  super.onDetachedFromWindow();
  if (mViewCaptureCloseable != null) {
      mViewCaptureCloseable.close();
 }
  ...
}