【摘要】：近年來(lái)ARM安卓已成為市場(chǎng)占有率最高的移動(dòng)智能終端平臺(tái)。各類(lèi)安卓應(yīng)用層出不窮的同時(shí),應(yīng)用的規(guī)模和復(fù)雜程度不斷提高。安卓移動(dòng)終端的交互方式和硬件特性決定了應(yīng)用必須要充分利用硬件資源才能具備良好的用戶(hù)體驗(yàn)。對(duì)安卓應(yīng)用的本地庫(kù)部分進(jìn)行針對(duì)CPU微體系結(jié)構(gòu)的性能分析和優(yōu)化有助于應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)出充分利用CPU資源,具有良好用戶(hù)體驗(yàn)的應(yīng)用。但卻缺少高效的性能分析工具。本文主要研究并開(kāi)發(fā)了一種ARM安卓平臺(tái)基于硬件性能計(jì)數(shù)器的性能分析工具。通過(guò)對(duì)Oprofile性能分析工具的結(jié)構(gòu)、工作方法進(jìn)行深入的分析。參考其實(shí)現(xiàn)過(guò)程,針對(duì)Oprofile未將軟硬件性能信息綜合利用以及沒(méi)有用戶(hù)控制界面的不足,完成了性能分析模型的引入和用戶(hù)控制界面的實(shí)現(xiàn)。研究了數(shù)據(jù)采集模塊,實(shí)現(xiàn)了結(jié)合按時(shí)間和Linux內(nèi)核的跟蹤點(diǎn)(Tracepoint)的中斷采樣,支持全系統(tǒng)范圍采集處理器微體系結(jié)構(gòu)行為特征數(shù)據(jù)。改進(jìn)了 Google Protobuf中的Varint編碼方法對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了有效的壓縮,節(jié)約了大量存儲(chǔ)空間�；赥CP/IP協(xié)議,設(shè)計(jì)了應(yīng)用層通信協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了宿主機(jī)端和目標(biāo)機(jī)端通信模塊,搭建了宿主機(jī)與目標(biāo)機(jī)之間安全高效的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ�。本文關(guān)鍵的工作在于數(shù)據(jù)分析模塊,將軟硬件性能數(shù)據(jù)綜合利用,使用了自頂向下的微體系結(jié)構(gòu)性能分析方法,對(duì)程序熱點(diǎn)建立CPI-Stack性能分析模型,并于用戶(hù)控制界面之中圖形化顯示,方便了應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員進(jìn)行處理器微體系結(jié)構(gòu)層級(jí)的性能分析,快速而準(zhǔn)確的定位性能瓶頸,進(jìn)行高效的性能分析和優(yōu)化。同時(shí)本文工具使用時(shí)帶來(lái)的額外開(kāi)銷(xiāo)是5.07%,處于可以接受的范圍。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TH724
【圖文】：

能終端推出了邋Ａｎｄｒｏｉｄ操作系統(tǒng)。Ａｎｄｒｏｉｄ系統(tǒng)以開(kāi)源，平等，免費(fèi)，應(yīng)用開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單等特性贏得了硬件逡逑產(chǎn)商和軟件開(kāi)發(fā)者的喜愛(ài)，各大主流終端制造商都開(kāi)始大規(guī)模推出各種智能終端，各類(lèi)型應(yīng)用層出不窮。逡逑如圖１－１所示，截至２０１７年３月，Ｇｏｏｇｌｅ邋ｐｌａｙ應(yīng)用商店的各類(lèi)應(yīng)用的數(shù)量達(dá)２８０萬(wàn)［１］。以智能手機(jī)為逡逑代表的移動(dòng)終端己成為了人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚亩嘣O(shè)備。與此同時(shí)，Ａｎｄｒｏｉｄ也迅速成為市場(chǎng)逡逑占有率第一的移動(dòng)操作系統(tǒng)。逡逑Ｇｏｏｇｌｅ邋Ｐｌａｙ：邋Ｎｕｍｂｅｒ邋ｏｆ邋Ａｖａｉｌａｂｌｅ邋Ａｐｐｓ邋２００９－２０１７逡逑３，０００，０００邋２，８００，０００逡逑２，４００，０００邋ｒａ逡逑２，５００，０００逡逑２，０００，０００邋＿邋＿＿０■邋■逡逑１邋＾００邋０００邐１＇｜３００，０００逡逑＇，邋１０００

圖２－２邋ＮＤＫ開(kāi)發(fā)流程簡(jiǎn)圖逡逑為了提高應(yīng)用的性能表現(xiàn)，在很多情況下必須得在開(kāi)發(fā)效率和運(yùn)行效率中間做出權(quán)衡，使用Ｊａｖａ和逡逑Ｃ／ＣＨ語(yǔ)言協(xié)同開(kāi)發(fā)是一種很好的選擇，開(kāi)發(fā)流程如圖２－２所示。應(yīng)用的主體采樣Ｊａｖａ語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，而性逡逑能關(guān)鍵的部分則使用Ｃ／Ｃ＋＋語(yǔ)言甚至是匯編語(yǔ)言完成（使用ＮＤＫ開(kāi)發(fā)成原生共享庫(kù)），以共享庫(kù)（ｌｉｂＸＸ．ｓｏ逡逑文件）的形式通過(guò)ＪＮＩ接口來(lái)提供給上層Ｊａｖａ程序調(diào)用，從而開(kāi)發(fā)出響應(yīng)速度更快，耗能更少，即能逡逑提供更好用戶(hù)體驗(yàn)的安卓應(yīng)用。當(dāng)前有相當(dāng)數(shù)量的Ａｎｄｒｏｉｄ應(yīng)用程序采樣Ｊａｖａ和Ｃ邋／邋Ｃ＋＋語(yǔ)言混合開(kāi)發(fā)逡逑的方式。這些應(yīng)用程序主要包括：視頻編解碼應(yīng)用（多使用ＦＦｍｐｅｇ庫(kù)）、２Ｄ／３Ｄ游戲應(yīng)用（多使用逡逑Ｓｋｉａ／ＯＰｅｎＧＬ邋ＥＳ邋庫(kù)）。逡逑２．２邋Ａｎｄｒｏｉｄ應(yīng)用的性能分析和優(yōu)化逡逑移動(dòng)智能終端市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分之激烈，一款優(yōu)秀的應(yīng)用在具備完整功能的同時(shí)，還必須具備良好的性逡逑能。應(yīng)用性能直接關(guān)乎用戶(hù)體驗(yàn)（流暢程度和續(xù)航表現(xiàn)），對(duì)于交互式Ａｎｄｒｏｉｄ應(yīng)用來(lái)說(shuō)更重要。Ａｎｄｒｏｉｄ逡逑移動(dòng)智能終端獨(dú)特的人機(jī)交互方式和移動(dòng)端的特性，體積較小硬件資源有限。應(yīng)用必須要利用好硬件資逡逑源（ＣＰＵ）才能提供給消費(fèi)者良好的用戶(hù)體驗(yàn)（縮短響應(yīng)時(shí)間

邐＾邐＾逡逑Ｓｏｕｒｃｅ（＊．ｊａｖａ）邋＇￣＾邋ＪＮＩ邋Ｔ邐逡逑圖２－２邋ＮＤＫ開(kāi)發(fā)流程簡(jiǎn)圖逡逑為了提高應(yīng)用的性能表現(xiàn)，在很多情況下必須得在開(kāi)發(fā)效率和運(yùn)行效率中間做出權(quán)衡，使用Ｊａｖａ和逡逑Ｃ／ＣＨ語(yǔ)言協(xié)同開(kāi)發(fā)是一種很好的選擇，開(kāi)發(fā)流程如圖２－２所示。應(yīng)用的主體采樣Ｊａｖａ語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，而性逡逑能關(guān)鍵的部分則使用Ｃ／Ｃ＋＋語(yǔ)言甚至是匯編語(yǔ)言完成（使用ＮＤＫ開(kāi)發(fā)成原生共享庫(kù)），以共享庫(kù)（ｌｉｂＸＸ．ｓｏ逡逑文件）的形式通過(guò)ＪＮＩ接口來(lái)提供給上層Ｊａｖａ程序調(diào)用，從而開(kāi)發(fā)出響應(yīng)速度更快，耗能更少，即能逡逑提供更好用戶(hù)體驗(yàn)的安卓應(yīng)用。當(dāng)前有相當(dāng)數(shù)量的Ａｎｄｒｏｉｄ應(yīng)用程序采樣Ｊａｖａ和Ｃ邋／邋Ｃ＋＋語(yǔ)言混合開(kāi)發(fā)逡逑的方式。這些應(yīng)用程序主要包括：視頻編解碼應(yīng)用（多使用ＦＦｍｐｅｇ庫(kù)）、２Ｄ／３Ｄ游戲應(yīng)用（多使用逡逑Ｓｋｉａ／ＯＰｅｎＧＬ邋ＥＳ邋庫(kù)）。逡逑２．２邋Ａｎｄｒｏｉｄ應(yīng)用的性能分析和優(yōu)化逡逑移動(dòng)智能終端市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分之激烈，一款優(yōu)秀的應(yīng)用在具備完整功能的同時(shí)，還必須具備良好的性逡逑能。應(yīng)用性能直接關(guān)乎用戶(hù)體驗(yàn)（流暢程度和續(xù)航表現(xiàn)），對(duì)于交互式Ａｎｄｒｏｉｄ應(yīng)用來(lái)說(shuō)更重要。Ａｎｄｒｏｉｄ逡逑移動(dòng)智能終端獨(dú)特的人機(jī)交互方式和移動(dòng)端的特性，體積較小硬件資源有限。應(yīng)用必須要利用好硬件資逡逑源（ＣＰＵ）才能提供給消費(fèi)者良好的用戶(hù)體驗(yàn)（縮短響應(yīng)時(shí)間

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 季建平;;張忠謀:摩爾定律將死,半導(dǎo)體迎3大機(jī)會(huì)[J];半導(dǎo)體信息;2014年02期

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1 車(chē)永剛;科學(xué)計(jì)算程序性能分析與優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 孫松;基于Android NDK的智能燈光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];重慶大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2743720