1.简单介绍
众所周知，Android* 开发者头顶很多称呼：设计员、程序员等，而且一般会不可避免地被称为故障检修工。
代码中的错误无法避免。因此不管您是否一開始就造成错误，了解调试工具以及怎样迅速而有效地跟踪并解决错误都非常重要。
鉴于此。现在的 Android 开发者必须掌握有效的调试技巧。
本文提供了 Android 应用程序调试工具的简单教学，用于帮助 Android SDK 以及相关工具的新手迅速入门。并在 Android x86 平台上更有效地解决故障。
2.SDK 应用程序调试工具
Android SDK 提供了试应用程序所需的大多数工具。
假设希望进行诸如单步调试代码、查看变量值以及暂停运行应用程序的操作，则须要兼容 JDWP 的调试程序。假设使用 Eclipse。则已附带兼容 JDWP 的调试程序，无需设置。假设使用其他 IDE，则可使用其附带的调试程序并将调试程序与特殊port连接，使其能够和您设备上的应用程序虚拟机通信。
假设使用 ADT（Android 开发工具）插件在 Eclipse 中进行开发，则可使用内置的 Java* 调试程序并结合 DDMS（Dalvik 调试监測程序server）来调试应用程序。
为了便于訪问调试程序和 DDMS。Eclipse 以视图形式显示调试程序和 DDMS 功能。这些都是自己定义的 Eclipse 视图。依据您所在的视图显示特定选项卡和窗体。Eclipse 还可负责为您启动ADB (Android Debug Bridge) 主机守护程序，从而无需手动执行该工具。假设使用其它 IDE 进行调试。则可使用 Android SDK 提供的全部调试工具，比如 ADB、DDMS、Java 调试程序等。
图 1. Dalvik 调试监測程序server
借助 DDMS，开发者可查看进程的堆区使用情况、跟踪对象的内存分配、使用模拟器或设备的文件系统、检查线程信息、获取方法配置、使用网络流量工具（在 Android 4.0 中提供）、使用 LogCat 跟踪代码信息以及模拟手机操作和位置。如欲了解很多其它信息，请參阅 http://developer.android.com/guide/developing/debugging/ddms.html。Android SDK 还提供 Hierarchy Viewer（层级观察器）和 layoutopt（布局优化分析工具）帮助开发者调试布局问题。
Hierarchy Viewer 应用程序可让您调试并优化您的用户界面 (UI)。它以可视方式呈现布局的视图层级（View Hierarchy 口），提供放大的显示视图（Pixel Perfect 窗体）。
图 2. Hierarchy Viewer（层级查看器）
View Hierarchy窗体显示形成您设备上或模拟器上执行的活动的 UI 的视图对象。
您能够用它在整个视图树的上下文中查看各个视图对象。对于每一个视图对象，View Hierarchy 窗体还显示渲染性能数据。在选择节点时。视图的额外信息出如今节点上方的小窗体中。 在单击当中一个节点时，可看到有关图像、视图计数和渲染时间的信息。
图 3. 查看对象信息窗体
Pixel Perfect 是一个工具。用于检查像素属性并通过设计图排布用户界面。
Pixel Perfect 窗体显示模拟器或设备上可见的屏幕的放大图像。在该窗体中。可检查屏幕图像中各个像素的属性。
也可使用 Pixel Perfect 窗体依据位图设计帮助排布应用程序的用户界面。
图 4. Pixel Perfect 窗体
layoutopt 工具可让您分析 XML 文件。该文件定义应用程序的用户界面以查找视图层级中的不当之处。
要执行工具，可打开终端并从 SDK 工具/文件夹启动 layoutopt <xmlfiles>。<xmlfiles> 变量是以空格分隔的要分析的资源的列表，能够是未编译的资源 xml 文件或这些文件的文件夹。
工具会载入指定的 XML 文件并依据一组提前定义的规则分析它们的定义和层级。 以下是来自工具的输出演示样例：
$ layoutopt samples/ samples/compound.xml 7:23 The root-level <FrameLayout/> can be replaced with <merge/> 11:21 This LinearLayout layout or its
FrameLayout parent is useless samples/simple.xml 7:7 The root-level <FrameLayout/> can be replaced with <merge/> samples/too_deep.xml -1:-1 This layout has too many nested layouts: 13 levels, it should have <= 10! 20:81 This LinearLayout layout or its LinearLayout
parent is useless 24:79 This LinearLayout layout or its LinearLayout parent is useless 28:77 This LinearLayout layout or its LinearLayout parent is useless 32:75 This LinearLayout layout or its LinearLayout parent is useless 36:73 This LinearLayout layout
or its LinearLayout parent is useless 40:71 This LinearLayout layout or its LinearLayout parent is useless 44:69 This LinearLayout layout or its LinearLayout parent is useless 48:67 This LinearLayout layout or its LinearLayout parent is useless 52:65 This
LinearLayout layout or its LinearLayout parent is useless 56:63 This LinearLayout layout or its LinearLayout parent is useless samples/too_many.xml 7:413 The root-level <FrameLayout/> can be replaced with <merge/> -1:-1 This layout has too many views: 81 views,
it should have <= 80! samples/useless.xml 7:19 The root-level <FrameLayout/> can be replaced with <merge/> 11:17 This LinearLayout layout or its FrameLayout parent is useless
Traceview 是运行日志的图形化查看器。这些日志在您使用调试类记录代码中的跟踪信息时创建。Traceview 可帮助您调试应用程序并概述其性能。Traceview 可载入日志文件并在窗体中显示其数据，该窗体如图 5 和图 6 所看到的以两个面板将您的应用程序可视化：
图 5. 时间轴面板描写叙述每一个线程和方法何时開始和停止
图 6. Profile（概要）面板提供方法中花费的全部时间的摘要。
dmtracedump 是一种工具，为您提供一种备选方式，用于从跟踪日志文件生成图形调用栈图。
该工具使用 Graphviz Dot 有用程序创建图形化输出，因此您须要在执行 dmtracedump 之前安装 Graphviz。dmtracedump 工具以树图形式生成调用堆栈数据，每一个调用表示为一个节点。它使用箭头显示调用流程（从父节点至子节点）。图 7 显示了 dmtracedump 输出的一个演示样例。
图 7. dmtracedump
3.NDK 应用程序调试工具
因为 Android NDK 基于 GCC 工具链，Android NDK 包括 GDB、GNU 调试程序，因而可让您启动、暂停、检查和改动程序。在 Android 设备上，GDB 配置为client/server模式，在嵌入式设备上这样的配置更为常见。程序在设备上作为server和远程client执行。开发者的工作站与其连接，并发送与本地应用程序相似的调试命令。
GDB 本身是一个命令行有用程序，假设手动使用会显得较为繁琐。
幸好 GDB 可由大多数 IDE 尤其是 CDT 处理。
从而可直接使用 Eclipse 来加入断点并检查程序，但前提是先正确配置它！
通过单击文本编辑器的左端，Eclipse 确实可方便地用 Java 和 C/C++ 源文件插入断点。Java 断点借助 ADT 插件能够马上使用。该插件管理通过 Android Debug Bridge 进行的调试。但对 CDT 并不是如此，CDT 并不能感知 Android。
因此，插入断点将不会有作用。除非我们配置 CDT 以使用 NDK 的 GDB，GDB 本身须要绑定至原生应用程序以对其进行调试。
在 NDK 版本号中改善了对调试程序的支持（比如，之前不能调试纯原生线程）。虽然 NDK 越来越适用，但 NDK R5（甚至包含 R7）还非常不完好。可是，它仍然实用处。 如今让我们了解下怎样调试原生应用程序。
首先通过下面步骤在我们的应用程序中启用调试模式：
1）有一步操作非常重要。但也非常easy被忽略。那就是在 Android 项目中激活调试标记。该操作在应用程序清单 AndroidManifest.xml 中完毕。请勿忘记对原生代码使用适用的 SDK 版本号：
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?
> <manifest ...> <uses-sdk android:minSdkVersion="10"/> <application ... android:debuggable="true"> ...
2）在清单中启用调试标记会自己主动以原生代码激活调试模式。
可是，APP_OPTIM 标记也控制着调试模式。假设已在 Android.mk 中手动设置它，则检查是否已设置其值以进行调试（并不公布）或直接删除它：
APP_OPTIM := debug
3）如今让我们配置将连接至设备的 GDB client。又一次编译项目并插入设备或启动模拟器。
执行然后离开应用程序。确保载入应用程序而且其 PID 可用。
可通过使用下面命令（在 Windows 中使用 Cygwin）监听进程来检查它：
$ adb shell ps |grep gl2jni
应该会返回一行：
app_75 13178 1378 201108 68672 ffffffff 80118883 S com.android.gl2jni
4）打开终端窗体并转到项目文件夹。
执行 ndk-gdb 命令（位于 Android NDK 文件夹，比如 android-ndk-r8）：
$ ndk-gdb
该命令不会返回消息，可是会在 objlocalx86 文件夹创建三个文件（对于 arm 设备文件夹为 objlocalarmeabi）：
- gdb.setup：这是为 GDB client生成的配置文件。
- app_process：该文件直接从您的设备检索。其为系统可执行文件，在系统启动时启动，并可形成分支，启动新的应用程序。
GBD 须要该參考文件来查找其标记。在某些方面，其为您的应用程序的二进制输入点。
- libc.so：该文件也可直接从您的设备检索。其为 GDB 使用的 Android 标准 C 库（通常称为 bionic），用于保持跟踪执行时期间创建的全部原生线程。
5）在您的项目文件夹中，复制 objlocalx86gdb.setup 并将其命名为 gdb2.setup。打开它并删除请求 GDB client连接至执行于设备上的 GDB server的下面行（将由 Eclipse 自身执行）：
target remote :5039
6）在 Eclipse 主菜单中，转至“Run（执行）|
Debug Configurations（调试配置）...”。并在名为 GL2JNIActivityDefault 的 C/C++ 应用程序项目中创建新的调试配置。
该配置将在您的计算机上启动 GDB client并连接至设备上执行的 GDB server。
7）在 Main（主菜单）选项卡中。使用浏览button，将项目设置为自己的项目文件夹，将
C/C++ 应用程序设置为指向 objlocal x86app_process（能够使用绝对或相对路径）。
图 8. 为 C/C++ 应用程序调试配置
8）使用窗体底部的链接“Select other（选择其它）...”。将启动程序类型切换为“Standard
Create Process Launcher（标准创建进程启动程序）”：
图 9. 选择首选启动程序
9）转至调试程序文件并设置调试程序类型为 gdbserver，将
GDB 调试程序设置为 android-ndk-r8 oolchainsx86-4.4.3prebuiltwindowsini686-android-linux-gdb.exe 或针对 arm 平台设置为 android-ndk-r8 oolchainsarm-linux-androideabi-4.4.3prebuiltlinux-x86inarm-linux-androideabi-gdb，针对 arm 平台将 GDB 命令文件需求设置为指向位于 objlocalx86
或 objlocalarmeabi 中的 gdb2.setup 文件（使用绝对或相对路径均可）。
图 10. 调试程序设置面板
10）转至 Connection（连接）选项卡并将类型设置为
TCP。主机名、IP 地址和port号 (localhost d 5039) 都保留默认值。
图 11. 调试程序设置面板上的链接设置
11）如今让我们配置 Eclipse 以在设备上执行
GDB server。
复制 android-ndk-r8
dk-gdb 并用文本编辑器打开它。查找下面行：
$GDBCLIENT -x `native_path $GDBSETUP`
因为 GDB client将由 Eclipse 本身执行，因此对其进行凝视：
#$GDBCLIENT -x `native_path $GDBSETUP`
12）在 Eclipse 主菜单中，转到“Run（执行）|
External Tools（外部工具）| External Tools Configurations（外部工具
配置）...”，并创建新配置 GL2JNIActivity_GDB。
该配置将在设备上启动 GDB server。
13）在 Main（主菜单）选项卡上。将位置设置为指向
android-ndk-r8 中我们改动过的 ndk-gdb。 将工作文件夹设置为您的应用程序文件夹位置
也可设置 Arguments（变量）文本框：
Verbose：具体查看 Eclipse 控制台中发生了什么。Force：自己主动终止之前全部会话。start：让 GDB server启动应用程序，而不是在应用程序启动之后连接至应用程序。该选项在您仅调试原生代码而非 Java 代码时实用。
图 12. 外部工具配置
14）如今。和往常一样启动应用程序。
15）一旦应用程序启动，就可直接通过控制台启动
ndk-gdb 或启动外部工具配置 GL2JNIActivity_GDB。该配置将启动设备上的 GDB server。GDB server接收远程 GDB client发送的调试命令，并在本地调试您的应用程序。
16）打开 jnigl_code.cpp
并通过双击文本编辑器的左端在 setupGraphics 中设置断点（或右键单击并选择 Toggle breakpoint（切换断点））。
图 13. 断点设置
17）最后启动 GL2JNIActivity
默认 C/C++ 应用程序配置启动 GDB client。它会通过套接字连接将调试命令从 Eclipse CDT 中继至 GDB server。从开发者的观点来看，这与调试本地应用程序非常相似。
也有一些专用工具用于调试图形性能，比如 Intel®
GPA System Analyzer 为英特尔® 图形性能分析器（英特尔® GPA）之中的一个，新添加了对于英特尔架构 Android 设备的支持，而且专供应用程序和驱动程序project师优化其 OpenGL* ES 工作量。
该部分提供的信息涉及怎样配置英特尔 GPA 并通过 USB 连接将其用于您的 Android 设备。在连接至 Android 设备时，英特尔 GPA System Analyzer 提供 OpenGL ES API、CPU 和 GPU 性能标准，并通过提供多个图形管线状态重写以帮助分析
OpenGL ES 应用程序性能。
要在基于 Android x86 的设备上使用英特尔 GPA System Analyzer，须要从文档检查目标机器和固件/版本号。
要開始收集标准，须要在client系统上安装英特尔 GPA System Analyzer 并将其连接至目标设备：
1）在 Windows*/Linux* client机器上安装英特尔
GPA 2012 R3。
2）启动英特尔 GPA System Analyzer。
3）确保 Android 设备通过 USB
电缆连接至client系统。
4）在client系统检測目标设备时。最多等待 10
秒。发现的设备会出如今对话框窗体中。目标设备的列表会每隔 5 到 6 秒刷新一次。
5）查找要连接的设备并单击“Connect（连接）”。英特尔
GPA System Analyzer 会将所需的组件拷贝到目标设备并生成已安装应用程序的列表。可通过单击“Stop（停止）”中断连接进程。
图 14. 选择互联设备
6）从可用应用程序列表中选择所需的应用程序。“Application
List（应用程序列表）”屏幕显示全部用户以及 Android 设备上安装的全部系统应用程序。
图 15. 应用列表
7）将会启动应用程序而且您将在英特尔 GPA
System Analyzer 窗体中看到其数据。
8）要切换至不同应用程序，单击“Back（返回）”。请注意，将强制关闭正在执行的应用程序。
9）要切换至不同目标，单击“Back（返回）”。
PowerVR 显卡架构由下面核心模块构成。这些模块可将提交的 3D 应用程序数据转换为渲染的图形：Tile Accelerator (TA)、Image Synthesis Processor (ISP) 以及 Texture & Shading Processor (TSP)。“GPU” 组中的英特尔 GPA 标准相应这些核心模块之中的一个，“Metrics List（标准列表）”中标准的顺序取决于图形管线中核心模块的顺序。
图 16. Intel GPA System Analyzer 窗体
Perf 是自 Linux 版本号 2.6.30 起 Linux 中非常实用的一个工具。可同一时候用于与硬件和软件相关的性能分析。虽然 Android 基于 Linux 构建，但和不包括其它 Linux 组件和库一样。它也不包括 perf。您必须将静态构建的
perf 推送至当中。假设您已有该工具，仅仅需将其置于 /system/bin/ 下。就可有效发挥其作用。
有关 perf 的简短说明、基本使用方法和教程。可訪问https://perf.wiki.kernel.org/index.php/Main_Page。
借助 traceview，开发者可获取 Java 代码的性能信息。借助 perf。开发者可获取有关原生和系统级代码的性能信息，如图 17 中所看到的。
图 17. 性能统计数据
图 18. 函数调用栈
UxTune 是一个project工具，用于 Android 用户交互分析和优化。它是一种增强的 pyTimeChart 工具。
UxTune 设计特性包含：
垂直相关：将跨层的系统事件映射至用户级别活动，比如事件、手势、帧等。水平相关：将不同系统实体间的执行时活动（比如一个线程触发垃圾回收）关联。基于 pyTimeChart 的可视化。
要使用 UxTune 分析响应能力，开发者须要熟悉 Android 系统的某些重要进程（在 pyTimeChart 中显示为行）。即：
InputReader 行：该行以触摸坐标显示全部触摸事件。事件将发送至 InputDispatcher。InputDispatcher 行：InputDispatcher 将把连续的触摸事件打包，并将该包发送至应用程序的 uiThread。uiThread 行：该行显示从 InputDispatcher 收到的包的主要触摸事件。uiThread 将依据特定操作绘制（渲染）其表面。 “D” 表示绘制进程。Surface 行：uiThread 在绘制開始时锁定其表面，并在绘制完毕后解锁表面。“S” 和 “E” 表示应用程序渲染的開始和结束。SurfaceFlinger 行：在完毕应用程序渲染后，应用程序将通知 SurfaceFlinger 合成并更新屏幕。“S” 表示 SurfaceFlinger 開始处理应用程序请求，而 “E” 表示合成完毕（帧缓冲区交换完毕）。
图 19. UxTune 分析窗体
Meter-FPS 是一个工具，用于測量系统的 FPS 值。它会截取显卡处理路径以获得每帧的记录，还包括其它标准。比如最大帧时间、帧时间变化、#长时帧和掉帧率。fps 监控器有两种模式。Real Time Pattern（实时模式）可实时显示全部正在执行的应用程序的
fps。Measure Pattern（測量模式）可在用户定义的启动和停止时间測量 fps 和其它參数。要使用该工具。必须取得设备最高权限。
设置环境：
setprop debug.graphic_log 1
stop zygote
start zygote
图 20 显示了配置界面，开发者可在当中为调试目标配置工具。
20. Meter-FPS 配置
在 Real Time（实时）模式中单击监控器button。fps 工具将监控全部正在执行的应用程序，并在屏幕上的浮动窗体中更新 fps。
图 21. Meter-FPS 实时模式
在 Measure（測量）模式中单击监控器button。
将显示一个浮动窗体。当中显示“Click to start（单击以開始）...”；单击浮动窗体開始监控。
图 22. Meter-FPS 实时模式 1
如今測量模式正在执行：
图 23. Meter-FPS 实时模式 1
单击浮动窗体停止监控；其将显示结果：
图 24. Meter-FPS 分析结果列表
单击上面列表中的每一个项目以获取具体记录：
图 25. Meter-FPS 分析具体记录
參考：
http://developer.android.com/guide/developing/debugging/index.html
http://www.eclipse.org/sequoyah/documentation/native_debug.php
http://mhandroid.wordpress.com/2011/01/23/using-eclipse-for-android-cc-development/
http://mhandroid.wordpress.com/2011/01/23/using-eclipse-for-android-cc-debugging/
http://packages.python.org/pytimechart/userguide.html
https://perf.wiki.kernel.org/index.php/Main_Page
相关文章与资源：
关于作者
Xiaodong Wang 是英特尔软件及服务事业部的应用project师。
他专注于採用 Android 操作系统的基于英特尔的平台的 ISV。 Xiaodong 提供技术支持的 PRC Plus 项目（Android 平板电脑 ISV 启用）成功启用了前 50 个 NDK 应用程序作为技术接口。近期 Xiaodong 參与了英特尔的数个创新项目，并在开发过程中扮演重要角色。
尤其是当中一个项目被选为英特尔信息技术峰会的演示项目，而 Xiaodong 成功地提供了技术支持。
在增加英特尔之前，Xiaodong 在 MediaTek 进行有关框架和应用程序开发的工作。Xiaodong 是北京大学硕士。并在作为訪问学者在新加坡南洋大学进行研究期间，在《IEEE 计算机汇刊》上发表了一篇技术论文。他感兴趣的领域为移动互联网技术（比如 LBS、NFC AR 等）以及创新设计。
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