如何使用QML Profiler來分析QML應(yīng)用

在QML應(yīng)用開發(fā)過程中，可以使用QML Profiler來查找應(yīng)用程序中典型性能問題的原因，例如啟動慢、響應(yīng)慢、用戶界面不流暢等。

本文主要以QML Profiler工具本身出發(fā)，描述如何使用QML Profiler來分析QML應(yīng)用，記錄其常規(guī)使用方法。

設(shè)置QML Profiler

在QtCreator中，依次打開編輯->Preferences->分析器->QML Profiler：

可以選中“Flush data while profiling”復(fù)選框，用于在分析停止時定期刷新數(shù)據(jù)，這將節(jié)省目標設(shè)備上的內(nèi)存，縮短了停止分析和顯示數(shù)據(jù)之間的等待時間。

在“Flush interval”字段中，以毫秒為單位設(shè)置刷新間隔。間隔時間越短，刷新數(shù)據(jù)的頻率就越高。間隔越長，目標應(yīng)用程序中需要緩沖的數(shù)據(jù)就越多，可能會浪費內(nèi)存。但是，刷新本身是需要時間的，這可能會影響分析結(jié)果的顯示。

如果有多個QML引擎，并且希望將所有引擎產(chǎn)生的數(shù)據(jù)聚合到一個跟蹤視圖中，那么就選中“ Process data only when process ends”復(fù)選框。如果不選中，當一個引擎停止時，分析就停止了。

注：在QtCreator中，一般不用設(shè)置QML Profiler，我們直接使用就可以了

使用QML Profiler

在QtCreator中使用QML Profiler分析應(yīng)用軟件，按照以下步驟即可：在已經(jīng)創(chuàng)建了一個項目工程的前提下，依次點擊Analyze -> QML Profiler：

然后會自動編譯運行對應(yīng)的項目工程，QML Profiler在我們的應(yīng)用軟件運行過程中，會出現(xiàn)下圖所示的類似信息：

（當程序開始運行后，會自動進行時間計數(shù)。如果有輸入事件，還會顯示對應(yīng)的事件捕獲信息）

分析收集的數(shù)據(jù)

在QML應(yīng)用程序退出后，則會在QML Profiler視圖中自動顯示數(shù)據(jù)，如下圖所示：

上圖中，水平為時間軸，該時間軸是監(jiān)聽QML應(yīng)用軟件開始到結(jié)束的時間。上方有對應(yīng)的時刻顯示；中間位置則是統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，我們可以用鼠標點擊對應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)塊（可以在信息顯示欄中看到對應(yīng)時間內(nèi)區(qū)塊的數(shù)據(jù)情況）。左側(cè)是事件分類，事件在時間軸視圖的以一行或多行顯示?？捎玫氖录愋腿Q于應(yīng)用程序編譯時所使用的Qt版本以及使用的Qt Quick版本。在顯示數(shù)據(jù)時，有如下表所示的事件分類：

注：由于QML應(yīng)用程序在啟動創(chuàng)建過程中，組件的創(chuàng)建時間極短（一般都是在微秒級別），然而在時間線視圖中所呈現(xiàn)的是所有監(jiān)聽時間內(nèi)的數(shù)據(jù)，如下圖所示：

所以需要縮小時間軸（按住Ctrl，向上滾動鼠標中鍵或者用鼠標拖動時間軸）去查看組件創(chuàng)建相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。例如下圖所示：

（由上圖可見，大約需要2.41ms創(chuàng)建完QML的小組件）

從Flame Graph視圖分析數(shù)據(jù)

『Flame Graph』視圖顯示了關(guān)于QML和JavaScript執(zhí)行情況的更簡明的統(tǒng)計信息。在Total Time視圖中，水平條顯示了相對于所有JavaScript和QML事件的總的運行時間，還顯示調(diào)用某個函數(shù)所花費的總時間，而且嵌套顯示了函數(shù)調(diào)用情況。

在下拉菜單中選擇Memory，可以查看各函數(shù)分配的內(nèi)存總量

如果要查看函數(shù)分配的內(nèi)存數(shù)量，就需要選中下拉菜單中的Allocations一欄。如下圖所示：

（這張圖可以“從下往上”看，越往上就是QML中的最小元素了。點擊視圖中的某一項同時會跳轉(zhuǎn)到在代碼中的對應(yīng)行上。）

注：使用鼠標左鍵雙擊視圖中的項目可以放大對應(yīng)視圖。雙擊視圖中的空白區(qū)域可以再次縮小。

與『Timeline』視圖不同，在沒有QML或JavaScript運行的時候，『Flame Graph』視圖不顯示時間跨度，因此，『Flame Graph』不適合分析QML應(yīng)用中每幀的執(zhí)行時間（『Timeline』視圖更適合）。但是，該視圖可以很清晰的看到在QML應(yīng)用程序運行過程中，各種QML和JavaScript事件的總體情況。

從Statistics視圖分析數(shù)據(jù)

『Statistics』視圖顯示了QML應(yīng)用中binding、create、compile、JavaScript或信號事件被觸發(fā)的次數(shù)，以及花費的平均時間，如下圖所示：



這可以讓我們檢查需要優(yōu)化的事件，如果某事件大量出現(xiàn)可能表明觸發(fā)了不必要的事件。要查看事件發(fā)生的中位數(shù)、最長時間和最短時間，可以在上下文菜單中選擇擴展事件統(tǒng)計。

接著數(shù)據(jù)顯示將如下圖所示：

Caller和Callee一欄顯示了事件之間的依賴關(guān)系，用于檢查應(yīng)用程序的內(nèi)部功能。Caller一欄表示觸發(fā)綁定的QML事件，通過Caller我們可以知道是什么觸發(fā)了綁定中的更改。Callee表示綁定觸發(fā)的QML事件，從Callee我們可以知道如果更改綁定，哪些QML事件將會受到影響。

結(jié)尾

在QML應(yīng)用程序中，出現(xiàn)啟動慢、響應(yīng)慢、用戶界面不流暢等性能方面的問題時。典型的原因可能是：在太少的幀中執(zhí)行了太多的JavaScript。這意味著所有的JavaScript都必須在GUI線程繼續(xù)運行之前返回（執(zhí)行完成）。

導(dǎo)致類似性能問題的另一個典型原因是：創(chuàng)建、繪制或更新了不可見項，該操作在GUI線程中需要花費許多的時間。

在QML Profiler分析視圖中，為了發(fā)現(xiàn)過度使用JavaScript，應(yīng)檢查Animations和Scene Graph事件中的幀率，尋找間隙，并檢查應(yīng)用程序是否如預(yù)期的那樣運行。對于JavaScript類別顯示函數(shù)的運行時間，應(yīng)該盡量將其控制在每幀16毫秒以下（注：官方文檔給出的參數(shù)）。

要發(fā)現(xiàn)如果是不可見項引起的性能問題，需要查找丟失的幀，并檢查是否在應(yīng)用程序代碼中使用了太多的短綁定或每幀都要更新的信號處理程序。除此之外，我們還可以可視化場景圖，并找到不可見的項目，因為這些項目往往位于屏幕外或隱藏在其他可見元素之下，稍不留神就溜了。

本文主要描述了如何使用QML Profiler來分析應(yīng)用程序，更多的內(nèi)容是從工具本身出發(fā)的。如果后續(xù)遇著QML應(yīng)用軟件設(shè)計上的嚴重性能問題時，在寫寫啦。

審核編輯：劉清