Android Internals: System Architecture, Performance & Tooling in Practice
面向有经验的 Android 开发者和系统工程师。覆盖 App、Framework、Native 与 Kernel，当前基准是 Android 17 / API 37，源码核对标签是 AOSP android-17.0.0_r1。
完整目录见 src/SUMMARY.md。网页版在 wiki.androidperformance.com，和博客 androidperformance.com 分开。站点用 Catppuccin 主题，右上角可换 Latte（浅色）、Frappé、Macchiato、Mocha（深色）。每天编一次。每周会把正文编成 EPUB，放在 GitHub Releases。
Android Performance Ecosystem 通过导航 Hub 与七个核心项目，把可选插桩、采集、分析、系统知识与可复现案例连接成一套完整路径。
| 阶段 | 项目 | 作用 | 地址 |
|---|---|---|---|
| 导航 | Android Performance Ecosystem | 维护统一项目地图、交接元数据、README 导航区块与漂移检查。 | GitHub |
| 插桩 | TraceFix | 在编译期注入 App 侧 android.os.Trace section，让方法执行在运行时 Trace 中可见。 | GitHub |
| 采集与测量 | Perfetto Tools | 抓取可复现的 Perfetto Trace，并采集 FPS 或 Simpleperf 测量结果。 | GitHub |
| 分析 | SmartPerfetto | 通过 AI 辅助 Web UI、CLI、报告、会话、对比和证据工作流分析 Trace。 | GitHub |
| Agent 分析 | Perfetto Skills | 为 Agent 提供可移植的 Android、Linux、Chromium Perfetto 分析 Skill，并通过固定版本流程同步选定资产。 | GitHub |
| 学习 | Android Performance Blog | 通过文章、系统原理和案例复盘讲解 Perfetto 与 Systrace 分析。 | AndroidPerformance.com · GitHub |
| 系统知识 | Android Internal Wiki | 处于 alpha 阶段的 Android 系统知识库，覆盖 App、Framework、Native 与 Kernel 机制。 | GitHub |
| 复现 | Trace for Blog (SystraceForBlog) | 提供文章使用的 Perfetto、Systrace 及相关案例文件，支持动手复现。 | GitHub |
- 跨层：从应用代码追到 Framework、Native 和 Kernel，同一条问题链写在相邻章节里。
- 按 Android 版本追踪变化，正文确定性结论最高覆盖 Android 17。
- 机制说明带 AOSP 路径，方便回到同一份源码核对。
- 工具章写采集、SQL 和证据形态；实践章写启动、渲染、内存、I/O、功耗和线上治理。
当前版本为中文。v1.0 之后会提供完整英文版。
系统怎么把应用跑起来，画面、输入、内存、调度和存储分别在哪一层等待。
- 第 1 章 系统架构全景：进程模型、Zygote、Binder、cgroup 和系统服务边界。慢启动、ANR 或 native 崩溃时，先确认代码跑在哪个进程、跨过哪条 IPC。
- 第 2 章 渲染系统：从主线程、RenderThread、BufferQueue、SurfaceFlinger 到 HWC 和面板。掉帧、首帧晚、SurfaceView 错位，要先分清帧走哪条生产和合成路径。
- 第 3 章 输入系统：点击无响应、滑动不跟手、返回动画晚一拍。帧率正常也不能证明输入及时到达应用，要把事件和产生反馈的那一帧放在同一条时间线上。
- 第 4 章 内存管理：GC、缺页、direct reclaim、zram、进程冻结和图形缓冲。OOM 只是其中一种结局，内存压力也会变成卡顿和后台重建。
- 第 5 章 CPU 调度与能耗管理：可运行却排队、大小核放置、DVFS、温控和后台执行政策。只看 CPU 使用率分不清这些原因。
- 第 6 章 存储与 I/O：page fault、
fsync、块设备争用，以及共享存储上的 MediaProvider / FUSE。只看 Java 栈，容易把存储等待当成业务计算。
用户能感觉到的卡、慢、无响应、耗电和网络差，分别对应哪类系统行为。
- 第 7 章 流畅性：掉帧、输入延迟、合成降级和温控限制。相似的“卡”背后，要改的位置可能完全不同。
- 第 8 章 响应速度：从操作到可见反馈或恢复可交互的时间。和流畅性分开：一个看首响，一个看连续帧间隔。
- 第 9 章 ANR：系统判定应用没有在时限内完成输入、广播或服务回调。机制、Kernel Trace 联合诊断和典型路径。
- 第 10 章 内存性能：从应用性能视角看 OOM、频繁 GC、换页和图形内存。先分清增长发生在哪类内存、谁持有、怎样变成可感知延迟。
- 第 11 章 功耗：功耗速率和一段时间的耗电量。WakeLock、蓝牙扫描、后台执行和用户设置，时间窗口通常比卡顿更长。
- 第 12 章 网络性能：请求进入网络栈之后的排队、DNS、连接复用、TLS 和
netd。网络选择与NetworkCallback见 1.22。 - 第 13 章 渲染管线专题：View、SurfaceView、Vulkan、Compose、Flutter、WebView、Camera、视频 Overlay、游戏引擎和 XR。先确认谁生产 buffer、写入哪个 Surface、合成发生在哪一层。
怎么采集证据、读懂工具，以及怎样把一次调查写到能复查。
- 第 14 章 Perfetto：把渲染、输入、调度、Binder、I/O 和功耗放到同一条时间轴。目标是采到够用的数据，读懂 track / slice，并写成可复核的 SQL。
- 第 15 章 其他分析工具：Android Studio Profiler、simpleperf、HPROF、dumpsys、Battery Historian、GPU capture、Winscope 和 eBPF。Perfetto 覆盖不了的证据形态在这里。
- 第 16 章 方法论：现象怎么定义，现有证据能证明什么，App、系统和测试环境各影响哪一段，修复后怎么验证。
- 第 17 章 APM 工具与性能监控生态：Firebase、Matrix、KOOM、LeakCanary、Benchmark 和崩溃 / ANR / 耗电采集机制。面向选型和实现，不替代第 14–16 章的线下分析。
平台和量产设备上还能改什么，以及不能把 AOSP 基线当成某台机器的行为。
- 第 18 章 AOSP 性能优化：系统服务、编译调试、Kernel 6.18、AutoFDO、Profile 安装编译和开机耗时。面向可以改系统代码的人。
- 第 19 章 OEM 与设备差异：Power HAL、SoC、游戏模式、Media Performance Class，以及 Private Space、车机等产品形态。量产设备会叠加内核、固件和散热差异。
应用团队能改的启动、渲染、内存、I/O、功耗和线上观测。
- 第 20 章 应用稳定性治理：Java / Native Crash、ANR、OOM、FD 和线程泄漏。保留能确定责任模块的日志、堆栈和版本信息。
- 第 21 章 启动优化：进程创建、初始化、首帧和后台任务。冷 / 温 / 热启动、页面可见和业务可用要分开计时。
- 第 22 章 渲染优化实战：布局、列表、Compose、动画、图片、WebView、CameraX 和 Media3。改动要放进当前刷新周期的帧预算里验证。
- 第 23 章 内存实践：Java Heap、泄漏、Native Heap、Bitmap 和端侧大模型预算。对象泄漏、分配过快和图形缓冲堆积，处理方式不一样。
- 第 24 章 I/O 与网络优化：文件、数据库、序列化、连接和缓存。把主线程阻塞、系统调用、协议往返和失败重试分开量，不要都写成“接口慢”。
- 第 25 章 功耗与包体积优化：后台任务、定位、音频、ADPF、热节流，以及 DEX / SO / 资源体积。同一设备和同一测试条件下比较改动前后。
- 第 26 章 应用可观测性：崩溃上报、性能采集、线上排查和发布质量门禁。第 17 章讲 APM 怎么实现，这一章讲应用团队怎么把证据用起来。
附录：
- 附录 A：Android 版本性能变更速查
- 附录 B：常用 adb / dumpsys 命令
- 附录 C：Perfetto TraceConfig 模板
- 附录 D：性能分析 Checklist
- 附录 E：术语表
- 附录 F：推荐阅读
- 附录 G：Android 性能学习路线
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SmartPerfetto 使用的公开 Knowledge Pack 收录 26 章正文。目录页、导航 README 和生成产物不算正文。构建规则见 knowledge-pack/policy.yaml，再分发边界见 KNOWLEDGE-PACK-LICENSE.md。
注：本书引用的 AOSP 源码遵循 Apache License 2.0。引用他人内容均已标注原始出处，仅用于技术说明目的。
高建武。网上多用 Gracker，也有人叫高爷。人在成都。
长期在手机厂商做 Android 系统开发优化，以及应用侧的快、省、稳。主要看 Framework、APM 和系统优化；App 开发和 Linux 也接触。业余时间写在 androidperformance.com，现在还在更新的系列：
- Systrace：用 Systrace 把系统运行机制和性能问题放到同一条时间线上
- Perfetto：接替 Systrace 的分析工具，多了 SQL 和更完整的数据面
- 性能分析和实战：卡顿、ANR、内存、功耗怎么采、怎么看
- 快省稳：流畅性、响应速度、内存、稳定性、功耗
这本书把这些题目收进同一套 Android 17 目录。更完整的介绍见书里的 作者简介。
- 博客：androidperformance.com
- 知乎：zhihu.com/people/gracker
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