Android性能测试之网络流量(一)

什么是网络流量?

网络流量是指,能够连接网络的设备在网络上所产生的数据流量。

性能数据给出的网络流量性能数据可以区分接收流量和发送流量:

接收流量:应用运行期间,网卡的下行流量,单位是字节

发送流量:应用运行期间,网卡的上行流量,单位是字节

方案介绍

读取linux流量统计文件

利用Android流量统计API

Tcpdump抓包 + wireshark分析

读取linux流量统计文件

1.读取/proc/net/dev文件的方式

文件中记录了整个系统的流量情况,示例结果如下:

其中最左侧的是网络接口名,Receive表示接收数据,Transmit表示发送数据:

bytes表示收发的字节数

packets表示收发正确的包量

errs表示收发错误的包量

drop表示收发丢弃的包量

图中,wlan0是WIFI网络使用的接口,而rmnet0是GPRS使用的接口。但是,并不是所有机器都是用wlan0来表示WIFI接口,同样也不是所有rmnet0来表示GPRS,这些字段的表示都与ROM相关。甚至存在一些ROM中没有/proc/net/dev文件。

但该统计方式更主要的问题是:

流量数据不区分应用,实际获取的是整个手机一段时间内的流量情况,而非指定APP的

2. 读取/sys/class/net目录下数据的方式


找到相关类别的目录,在其子目录statistics下游可以通过rx_bytes和tx_bytes查看收发流量:


和/proc/net/dev一样,这种方式也不区分应用

3. 读取/proc/net/xt_qtaguid/stats文件的方式

从/proc/net/xt_qtaguid/stats获取网络流量统计会更全面,Android机型兼容性更优。实际上后面会提到,Android提供的流量统计API -TrafficStats中,对uid进行流量统计的方法,底层就是读取了该文件。


dx那行代表了文件头,下面对应的是数据。简单介绍几个我们比较关注的列:

iface代表网络接口

acct_tag_hex代表socket

uid_tag_int是UID

cnt_set实际上就是一个标志位,0代表前台流量,1代表后台流量

rx_bytes,r代表receive,是接收数据

tx_bytes,t代表transmit,是传输数据

其中第4列uid_tag_int是UID,第6和8列为rx_bytes(接收数据)和tx_bytes(传输数据)包含tcp,udp等所有网络流量传输的统计。


将所有UID相关的rx_bytes相加作为 应用接收流量,tx_bytes相加作为 应用发送流量。

获取APP在当前时刻的累计WIFI流量数值的伪代码如下:


我们只需要间隔时间去获取当前APP的累计流量数据,并计算差值,便可得到每小段时间内的流量消耗;将整个测试期间的数据汇总,便可以得到网络流量性能数据结果了。

利用Android流量统计API

TrafficStats

Android 2.2 版本开始加入了 android.net.TrafficStats 类来实现对流量统计的操作。

类中提供了多种静态方法可以直接调用,返回类型均为long型;若返回-1,则代表当前设备不支持统计。

部分函数如下所示:


通过文档及上述函数可以知道,TrafficStats能够获取设备的数据流量和总的网络流量消耗;也可以查询uid对应的流量信息;此外,它的使用不需要特别的权限。

其中getUidRxBytes和getUidTxBytes实际上底层是通过读取/proc/net/xt_qtaguid/stats后对内容进行解析来实现的。

但是它也存在一些限制:

数据在手机重启后会清空,即所有获得的数据都是从开机到当前时刻的流量值:如果需要对流量进行持续统计,需要将数据持久化,在手机重启时将数据读出并进行累加。

无法获取应用的数据流量消耗:虽然API提供了获取指定uid的流量,但无法区分不同网络类型下的消耗;间接方法是通过监听网络切换,做好流量记录。

无法获取某个时间段内的流量消耗:提供的API中没有与时间参数有关的。

NetworkStatsManager

Android 6.0开始,官方提供了NetworkStatsManager,可以获取更具鲁棒性的网络历史数据

部分函数:


通过文档及上述函数可以发现,NetworkStatsManager相较TrafficStats而言打破了原本查询限制,而且统计信息也不再是设备重启以来的数据。

但是它仍然也存在一些限制:

使用需要额外的权限:android.permission.PACKAGE_USAGE_STATS,这个是系统权限,需要引导用户开启。

自带工具

除了上面提到了两种方式,也可以在日常开发或者使用中,利用一些自带工具查看网络流量趋势。

手机自带流量监控


从Android 4.0开始,DDMS(Dalvik Debug Monitor Server)也提供了网络流量使用情况的监控。


除此之外,Android Studio等开发IDE也自带了Network Monitor,可以在开发测试过程中辅助进行性能问题排查。


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