مقياس الأداء الصغرى وأداة Hilt

تستخدم العديد من التطبيقات Hilt لإدخال سلوكيات مختلفة في أنواع الإصدارات المختلفة. ويمكن أن يكون ذلك مفيدًا بشكل خاص عند إجراء اختبارات الأداء الدقيقة لتطبيقك لأنّه يتيح استبدال مكوّن يمكن أن يشوّش النتائج. على سبيل المثال، يعرض مقتطف الرمز التالي مستودعًا يسترجع قائمة بالأسماء ويصنّفها:

KotlinJava
class PeopleRepository @Inject constructor(
    @Kotlin private val dataSource: NetworkDataSource,
    @Dispatcher(DispatcherEnum.IO) private val dispatcher: CoroutineDispatcher
) {
    private val _peopleLiveData = MutableLiveData<List<Person>>()

    val peopleLiveData: LiveData<List<Person>>
        get() = _peopleLiveData

    suspend fun update() {
        withContext(dispatcher) {
            _peopleLiveData.postValue(
                dataSource.getPeople()
                    .sortedWith(compareBy({ it.lastName }, { it.firstName }))
            )
        }
    }
}}
public class PeopleRepository {

    private final MutableLiveData<List<Person>> peopleLiveData = new MutableLiveData<>();

    private final NetworkDataSource dataSource;

    public LiveData<List<Person>> getPeopleLiveData() {
        return peopleLiveData;
    }

    @Inject
    public PeopleRepository(NetworkDataSource dataSource) {
        this.dataSource = dataSource;
    }

    private final Comparator<Person> comparator = Comparator.comparing(Person::getLastName)
            .thenComparing(Person::getFirstName);

    public void update() {
        Runnable task = new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                peopleLiveData.postValue(
                        dataSource.getPeople()
                                .stream()
                                .sorted(comparator)
                                .collect(Collectors.toList())
                );
            }
        };
        new Thread(task).start();
    }
}

إذا كنت تُدرِج طلب اتصال بالشبكة عند إجراء قياس الأداء، نفِّذ طلب اتصال مزيّف بالشبكة للحصول على نتيجة أكثر دقة.

فتضمين مكالمة حقيقية للشبكة عند قياس الأداء يجعل التفسير أكثر صعوبة لقياس الأداء. يمكن أن تتأثر طلبات البيانات من الشبكة بالعديد من العوامل الخارجية، ويمكن أن تختلف مدّتها بين عمليات تنفيذ الاختبار القياسي. قد تستغرق مدة طلبات البيانات من الشبكة وقتًا أطول من عملية الترتيب.

تنفيذ اتصال شبكة زائف باستخدام Hilt

يحتوي طلب الاتصال dataSource.getPeople()، كما هو موضّح في المثال السابق، على طلب اتصال بالشبكة. ومع ذلك، يتم حقن مثيل NetworkDataSource بواسطة Hilt، ويمكنك استبداله بالتنفيذ الزائف التالي لقياس الأداء:

KotlinJava
class FakeNetworkDataSource @Inject constructor(
    private val people: List<Person>
) : NetworkDataSource {
    override fun getPeople(): List<Person> = people
}
public class FakeNetworkDataSource implements NetworkDataSource{

    private List<Person> people;

    @Inject
    public FakeNetworkDataSource(List<Person> people) {
        this.people = people;
    }

    @Override
    public List<Person> getPeople() {
        return people;
    }
}

تم تصميم طلب الاتصال بالشبكة المزيّف هذا ليتم تنفيذه في أسرع وقت ممكن عند استدعاء طريقة getPeople(). ولكي يتمكّن Hilt من إدخال هذا الرمز، يجب توفير ما يلي: استخدام مزود الخدمة:

KotlinJava
@Module
@InstallIn(SingletonComponent::class)
object FakekNetworkModule {

    @Provides
    @Kotlin
    fun provideNetworkDataSource(@ApplicationContext context: Context): NetworkDataSource {
        val data = context.assets.open("fakedata.json").use { inputStream ->
            val bytes = ByteArray(inputStream.available())
            inputStream.read(bytes)

            val gson = Gson()
            val type: Type = object : TypeToken<List<Person>>() {}.type
            gson.fromJson<List<Person>>(String(bytes), type)
        }
        return FakeNetworkDataSource(data)
    }
}
@Module
@InstallIn(SingletonComponent.class)
public class FakeNetworkModule {

    @Provides
    @Java
    NetworkDataSource provideNetworkDataSource(
            @ApplicationContext Context context
    ) {
        List<Person> data = new ArrayList<>();
        try (InputStream inputStream = context.getAssets().open("fakedata.json")) {
            int size = inputStream.available();
            byte[] bytes = new byte[size];
            if (inputStream.read(bytes) == size) {
                Gson gson = new Gson();
                Type type = new TypeToken<ArrayList<Person>>() {
                }.getType();
                data = gson.fromJson(new String(bytes), type);

            }
        } catch (IOException e) {
            // Do something
        }
        return new FakeNetworkDataSource(data);
    }
}

يتم تحميل البيانات من مواد العرض باستخدام طلب إدخال/إخراج من المحتمل أن يكون متغيرًا. ومع ذلك، يتم إجراء ذلك أثناء الإعداد ولن يتسبب في أيّ مخالفات عند استدعاء getPeople() أثناء وضع المعايير للمقارنة.

تستخدم بعض التطبيقات حاليًا إصدارات مزيفة في إصدارات تصحيح الأخطاء لإزالة أي تبعيات من الخلفية. مع ذلك، تحتاج إلى قياس الأداء على إصدار قريب من إصدار الإصدار ممكن. يستخدم الجزء المتبقّي من هذا المستند بنية متعددة الوحدات والمتغيرات كما هو موضّح في إعداد المشروع بالكامل.

تتوفّر ثلاث وحدات:

  • benchmarkable: يحتوي على الرمز لقياس الأداء.
  • benchmark: يحتوي على رمز المرجع المعياري.
  • app: يحتوي على رمز التطبيق المتبقّي.

تحتوي كل وحدة من الوحدات السابقة على نوع إصدار باسم benchmark بالإضافة إلى نوعَي الإصدار debug وrelease المعتادَين.

ضبط وحدة قياس الأداء

يتوفّر رمز طلب الاتصال بالشبكة المزيّف في مجموعة مصادر debug لوحدة benchmarkable، ويكون تنفيذ الاتصال بالشبكة بالكامل في مجموعة مصادر release للوحدة نفسها. ملف مادة العرض الذي يحتوي على البيانات التي تعرضها ستكون عملية التنفيذ الزائفة متوفّرة في مصدر debug الذي تم ضبطه لتجنُّب مضاعفة حجم حِزم APK في إصدار release. يجب أن يستند خيار benchmark إلى release وي يستخدِم مجموعة مصادر debug. في ما يلي إعدادات الإنشاء لإصدار benchmark من الوحدة benchmarkable التي تحتوي على التنفيذ المزيّف:

Kotlinرائع
android {
    ...
    buildTypes {
        release {
            isMinifyEnabled = false
            proguardFiles(
                getDefaultProguardFile("proguard-android-optimize.txt"),
                "proguard-rules.pro"
            )
        }
        create("benchmark") {
            initWith(getByName("release"))
        }
    }
    ...
    sourceSets {
        getByName("benchmark") {
            java.setSrcDirs(listOf("src/debug/java"))
            assets.setSrcDirs(listOf("src/debug/assets"))
        }
    }
}
android {
    ...
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android-optimize.txt'),
                'proguard-rules.pro'
            )
        }
        benchmark {
            initWith release
        }
    }
    ...
    sourceSets {
        benchmark {
            java.setSrcDirs ['src/debug/java']
            assets.setSrcDirs(listOf ['src/debug/assets']
        }
    }
}

في وحدة benchmark، أضِف أداة تشغيل اختبارات مخصّصة تنشئ Application لتشغيل الاختبارات في بيئة متوافقة مع Hilt على النحو التالي:

KotlinJava
class HiltBenchmarkRunner : AndroidBenchmarkRunner() {

    override fun newApplication(
        cl: ClassLoader?,
        className: String?,
        context: Context?
    ): Application {
        return super.newApplication(cl, HiltTestApplication::class.java.name, context)
    }
}
public class JavaHiltBenchmarkRunner extends AndroidBenchmarkRunner {

    @Override
    public Application newApplication(
            ClassLoader cl,
            String className,
            Context context
    ) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
        return super.newApplication(cl, HiltTestApplication.class.getName(), context);
    }
}

يؤدي ذلك إلى جعل كائن Application الذي يتم إجراء الاختبارات فيه يعمل على توسيع HiltTestApplication. أجرِ التغييرات التالية على إعدادات الإصدار :

Kotlinرائع
plugins {
    alias(libs.plugins.android.library)
    alias(libs.plugins.benchmark)
    alias(libs.plugins.jetbrains.kotlin.android)
    alias(libs.plugins.kapt)
    alias(libs.plugins.hilt)
}

android {
    namespace = "com.example.hiltmicrobenchmark.benchmark"
    compileSdk = 34

    defaultConfig {
        minSdk = 24

        testInstrumentationRunner = "com.example.hiltbenchmark.HiltBenchmarkRunner"
    }

    testBuildType = "benchmark"
    buildTypes {
        debug {
            // Since isDebuggable can't be modified by Gradle for library modules,
            // it must be done in a manifest. See src/androidTest/AndroidManifest.xml.
            isMinifyEnabled = true
            proguardFiles(
                getDefaultProguardFile("proguard-android-optimize.txt"),
                "benchmark-proguard-rules.pro"
            )
        }
        create("benchmark") {
            initWith(getByName("debug"))
        }
    }
}

dependencies {
    androidTestImplementation(libs.bundles.hilt)
    androidTestImplementation(project(":benchmarkable"))
    implementation(libs.androidx.runner)
    androidTestImplementation(libs.androidx.junit)
    androidTestImplementation(libs.junit)
    implementation(libs.androidx.benchmark)
    implementation(libs.google.dagger.hiltTesting)
    kaptAndroidTest(libs.google.dagger.hiltCompiler)
    androidTestAnnotationProcessor(libs.google.dagger.hiltCompiler)
}
plugins {
    alias libs.plugins.android.library
    alias libs.plugins.benchmark
    alias libs.plugins.jetbrains.kotlin.android
    alias libs.plugins.kapt
    alias libs.plugins.hilt
}

android {
    namespace = 'com.example.hiltmicrobenchmark.benchmark'
    compileSdk = 34

    defaultConfig {
        minSdk = 24

        testInstrumentationRunner 'com.example.hiltbenchmark.HiltBenchmarkRunner'
    }

    testBuildType "benchmark"
    buildTypes {
        debug {
            // Since isDebuggable can't be modified by Gradle for library modules,
            // it must be done in a manifest. See src/androidTest/AndroidManifest.xml.
            minifyEnabled true
            proguardFiles(
                getDefaultProguardFile('proguard-android-optimize.txt'),
                'benchmark-proguard-rules.pro'
            )
        }
        benchmark {
            initWith debug"
        }
    }
}

dependencies {
    androidTestImplementation libs.bundles.hilt
    androidTestImplementation project(':benchmarkable')
    implementation libs.androidx.runner
    androidTestImplementation libs.androidx.junit
    androidTestImplementation libs.junit
    implementation libs.androidx.benchmark
    implementation libs.google.dagger.hiltTesting
    kaptAndroidTest libs.google.dagger.hiltCompiler
    androidTestAnnotationProcessor libs.google.dagger.hiltCompiler
}

ينفِّذ المثال السابق ما يلي:

  • تطبِّق هذه الأداة المكوّنات الإضافية اللازمة في Gradle على عملية الإنشاء.
  • تحدِّد هذه السياسة استخدام برنامج تشغيل الاختبار المخصَّص لإجراء الاختبارات.
  • تُحدِّد الصيغة benchmark نوع الاختبار لهذه الوحدة.
  • تُضيف السعر المتغير benchmark.
  • تُضيف العناصر التابعة المطلوبة.

تحتاج إلى تغيير testBuildType للتأكّد من أنّ Gradle ينشئ connectedBenchmarkAndroidTest، التي تنفِّذ قياس الأداء.

إنشاء الاختبار المصغر

يتم تطبيق مقياس الأداء على النحو التالي:

KotlinJava
@RunWith(AndroidJUnit4::class)
@HiltAndroidTest
class PeopleRepositoryBenchmark {

    @get:Rule
    val benchmarkRule = BenchmarkRule()

    @get:Rule
    val hiltRule = HiltAndroidRule(this)

    private val latch = CountdownLatch(1)

    @Inject
    lateinit var peopleRepository: PeopleRepository

    @Before
    fun setup() {
        hiltRule.inject()
    }

    @Test
    fun benchmarkSort() {
        benchmarkRule.measureRepeated {
            runBlocking {
                benchmarkRule.getStart().pauseTiming()
                withContext(Dispatchers.Main.immediate) {
                    peopleRepository.peopleLiveData.observeForever(observer)
                }
                benchmarkRule.getStart().resumeTiming()
                peopleRepository.update()
                latch.await()
                assert(peopleRepository.peopleLiveData.value?.isNotEmpty() ?: false)
           }
        }
    }

    private val observer: Observer<List<Person>> = object : Observer<List<Person>> {
        override fun onChanged(people: List<Person>?) {
            peopleRepository.peopleLiveData.removeObserver(this)
            latch.countDown()
        }
    }
}
@RunWith(AndroidJUnit4.class)
@HiltAndroidTest
public class PeopleRepositoryBenchmark {
    @Rule
    public BenchmarkRule benchmarkRule = new BenchmarkRule();

    @Rule
    public HiltAndroidRule hiltRule = new HiltAndroidRule(this);

    private CountdownLatch latch = new CountdownLatch(1);

    @Inject
    JavaPeopleRepository peopleRepository;

    @Before
    public void setup() {
        hiltRule.inject();
    }

    @Test
    public void benchmarkSort() {
        BenchmarkRuleKt.measureRepeated(benchmarkRule, (Function1<BenchmarkRule.Scope, Unit>) scope -> {
            benchmarkRule.getState().pauseTiming();
            new Handler(Looper.getMainLooper()).post(() -> {
                awaitValue(peopleRepository.getPeopleLiveData());
            });
            benchmarkRule.getState().resumeTiming();
            peopleRepository.update();
            try {
                latch.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            assert (!peopleRepository.getPeopleLiveData().getValue().isEmpty());
            return Unit.INSTANCE;
        });
    }

    private <T> void awaitValue(LiveData<T> liveData) {
        Observer<T> observer = new Observer<T>() {
            @Override
            public void onChanged(T t) {
                liveData.removeObserver(this);
                latch.countDown();
            }
        };
        liveData.observeForever(observer);
        return;
    }
}

ينشئ المثال السابق قواعد لكل من مقياس الأداء و Hilt. يُجري benchmarkRule توقيت القياس المعياري. ينفذ hiltRule حقن التبعية في فئة اختبار قياس الأداء. يجب استدعاء أسلوب inject() لقاعدة Hilt في دالة @Before لتنفيذ عملية الحقن قبل إجراء أي اختبارات فردية.

يوقف مقياس الأداء نفسه التوقيت مؤقتًا أثناء تسجيل LiveData المُراقب. بعد ذلك، يستخدم مزلاجًا للانتظار إلى أن يتم تعديل "LiveData" قبل. الانتهاء. أثناء تشغيل الفرز في الفترة الزمنية بين يتم الاتصال بـ peopleRepository.update() وعندما يتلقّى LiveData تحديثًا، يتم تضمين مدة الترتيب في توقيت مقياس الأداء.

تشغيل مقياس الأداء المصغَّر

تنفيذ مقياس الأداء باستخدام ./gradlew :benchmark:connectedBenchmarkAndroidTest لتنفيذ المعيار على العديد من التكرارات وطباعة بيانات التوقيت Logcat:

PeopleRepositoryBenchmark.log[Metric (timeNs) results: median 613408.3952380952, min 451949.30476190476, max 1412143.5142857144, standardDeviation: 273221.2328680522...

يوضّح المثال السابق نتيجة مقياس الأداء بين 0.6 ملي ثانية و1.4 ملي ثانية لتشغيلها خوارزمية الفرز على قائمة من 1000 عنصر. ومع ذلك، إذا أدرجت طلب البيانات من الشبكة في مقياس الأداء، سيكون التباين بين التكرارات أكبر من الوقت الذي يستغرقه الترتيب نفسه، وبالتالي الحاجة إلى عزل الترتيب عن طلب البيانات من الشبكة.

يمكنك دائمًا إعادة صياغة الرمز البرمجي لتسهيل تنفيذ الترتيب في عزلة، ولكن إذا كنت تستخدم Hilt، يمكنك استخدامه لإدخال بيانات وهمية لقياس الأداء بدلاً من ذلك.