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业务运维实战:腾讯是怎么优化APP用户体验的?

安全运维 网络收集 2年前 (2016-12-24) 357次浏览

作者简介:

黄伟俊(henry),腾讯高级运维工程师,多年研发与运维工作经验。专注(移动端+服务端)性能管理,大数据分析领域的探索与实践。

引言

当前,用户体验已成为一种新的产品价值。当技术实现不再是产品核心竞争力时,产品的竞争就是用户体验的竞争。而用户弹指间感知到的性能体验对于用户体验尤为重要。

移动互联网产品因为用户的手机型号繁多、手机操作系统版本不一致、app 版本难统一等问题,很难在开发或测试环节就完全解决掉移动 app 的性能问题,这使得移动 app 产品在运维过程中,不得不面对用户体验不优、性能不佳的问题。

业务运维实战:腾讯是怎么优化 APP 用户体验的?

业务运维实战:腾讯是怎么优化 APP 用户体验的?

如何让开发可以高效定位性能问题?

让开发,测试,运维清晰的把控各个产品的性能状况?

我们结合了当前业界商用的 APM 技术,实现了一套腾讯社交运维的 myAPM 方案。

myAPM 是什么?

APM(Application Performance Management)应用性能管理,它是一套集终端,网络,服务端性能管理于一体的监控方案。在这里,就不展开介绍了。

myAPM,专注于移动端的性能管理。既能监控定位性能问题(卡慢),也能应用于日常的 app 性能运营分析,提升产品用户体验。

监控方式

myAPM 采用 BCI 注入方式,实现业务方法粒度监听。

在注入技术选型时,myAPM 采用了类 ASM 的注入技术,其注入效率,校错能力,学习成本,都比 ASM 要好一些。

注入阶段

myAPM 实现性能监控与功能开发零耦合。在编译阶段注入监控能力,对开发零感知。

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myAPM 特点:

实现方法粒度的自动化注入监控;

myAPM 采用插件化设计:各个特性功能可自由组合,以满足开发者定制化需求。

myAPM 可以做什么?

当前,我们利用 myAPM 的能力,主要从以下四个方面进行探索与实践:

一、Apk 包大小分析

二、App 卡慢监控分析

三、App 启动性能分析

四、App 核心链路性能分析

一、Apk 包大小分析

一个 app,随着新功能的持续增加,其 apk 的大小也在不断地膨胀。Apk size 的问题,越来越困扰和限制着开发同学,影响某些功能的上线,同时,也降低了用户体验。

同时,app 运营时间越长,功能迭代 / 代码重构次数越多,“垃圾”代码(就是没有被实际调用过的代码)的数量就会越多。

由于代码量大,代码调用层次深,每个开发同学只负责部分功能开发。如果让开发同学人工去做全局“垃圾代码”的分析,显然,其难度很大,效率不高。

而 myAPM 的 apk 包大小分析,就是用来帮助开发同学,快速暴露这些“垃圾代码”,开发同学只须集中精力,针对梳理出来的问题代码,做进一步确认和清理即可。

1、Apk 包大小分析原理

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myAPM 会在类或方法中,注入一个唯一 ID;

内测环境部署,通过大量的自动化用例,过滤掉有调用关系代码;

对未调用代码,进行重新注入,灰度外网,收集线上真实用户的行为。通过内网测试,可以过滤掉部分常用代码,从而减少因注入增加的 app 包量。

通过长时间、大用户量的数据运营,我们即可定位出无实际调用的代码。开发小伙伴即可集中精力在这些问题方法的确认及清理。

2、Apk 包大小分析应用场景

定位完全无调用或被引用的类;(粒度粗,清理方便)

定位孤岛方法:即没有主调和被调的方法(粒度细,清理全面)

定位无调用的方法链路;

3、Apk 包大小分析特点

结合线下模拟测试行为大数据分析

结合线上用户实际行为大数据分析

性能消耗小

自动注入

4、开源工具 & apk 包分析

可能有同学,会罗列出一系列开源的工具,也可以很方便地甄别出 app 这种无调用代码。但对于有调用关系的一条链路(一组方法),仅仅通过线下分析,无法判断其是否有被调用。我们只能利用线上大量用户的真实行为分析,更好地去判断和确认。

5、方法注入样例

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通过一个唯一 ID(14236)来上报,既避免了代码中敏感信息的泄漏风险,同时,也大大节省上报量。

6、Qzone –android 应用实例

Qzone android app,针对业务代码以及第三方包代码,采用类无调用分析。(类中所有变量或方法,没有被引用或调用。)

内部测试阶段:

在内部测试中,由于机型,测试用例有限,分析结果是 42%的类没有调用或引用。

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灰度外网阶段:

在灰度外网用户后发现,所有类都被调用或引用。但 40%类被调用次数少于 10 次。由于灰度用户是 50W,即 40%的代码只有万分之二的用户有调用。针对这些,后续我们可以分析,调整这些类的启动加载顺序(如:延时加载)。

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结论:

当前 QQ 空间 APP,不存在多余无调用类文件。

后续,在监控粒度上,我们会从“类方法”进行深层面的挖掘分析。

二、App 卡慢分析

在 app 用户体验上,除了 crash 故障外,相信 app 主线程卡慢(负责与用户交互的线程),是用户最不能忍受的。

我们这里所说的卡慢分析,是指对 app 主线程代码的卡慢监控分析。

1、工作原理

myAPM 卡慢监控,实现对目标代码的“方法粒度”的注入、卡慢监听。

其本质,是在目标方法调用的前后,注入时间,进行卡慢监听及分析。原理图,如下:

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2、卡慢分析全流程

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app 编译时,注入 : 跟上面“apk 包大小分析”的注入阶段一样:在 class 编译后,实现监控逻辑注入。

注入时,我们会根据当前注入方法的“主调方法-被调方法”方法对,生成 ID。同样,也是用于信息加密及节省上报量。

app 卡慢监控 : app 版本上线后,myAPM 会监控目标方法线上运行耗时,出现卡慢,则触发卡慢方法上层全链路上报,同时上报 app 当前基本软硬件 CPU 等使用率等环境信息。

myAPM 后台,会根据 app 上报的一组 ID,进行链路还原。开发同学,可以针对卡慢方法,以及上层链路进行性能分析;

说明:

myAPM 上报的卡慢链路,还原了业务方法运行调用的过程。是一种轻量级的堆栈/快照。其好处是避免打印堆栈的性能消耗。因为,在卡慢监控中,最消耗性能的就是打印堆栈。

收集堆栈,辅助分析 : 若某些卡慢方法,通过卡慢链路没法分析定位出问题,可以将指定方法推送到指定用户 app 上,收集线上用户指定卡慢方法再次出现时,对应的堆栈信息,用于辅助开发同学的分析定位。

3、卡慢实例

在主线程卡慢监控中,比较常见的案例是:主线程加载文件,底层 DB 读写,图片处理这些比较耗时的操作。我们优化的方案,通常是将这些耗时操作移到异步线程中进行处理。

以下是四个案例片断:

实例一:

主线程进行 DB 查询导致卡慢。

平均耗时视图:

myAPM 后台,会先统计卡慢链路的次数,计算链路中每个节点的平均耗时。

卡慢链路最后的两组数值含义:(代码调用行号), [方法平均耗时]。耗时单位为 ms。

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明细视图:

在明细视图中,我们会列出所有卡慢实例,以及用户基础环境信息。

卡慢链路最后的两组数值含义:(代码调用行号), [方法耗时]。耗时单位为 ms。

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实例二:

主线程中加载 dex 文件引起的卡慢实例。

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实例三:

在主线程中,加载本地 xml 文件导致卡慢。

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实例四:

在主线程中,图片处理耗时比较大。

Process()方法消耗了 1.3 秒,setFacadeImage(),也另外消耗了 1 秒。

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4、myAPM 卡慢监控的优势

监控粒度: myAPM 卡慢监控的粒度为方法。

性能消耗: myAPM 卡慢方案,采用卡慢业务链路上报,是一种轻量级的业务堆栈,避免直接使用原生堆栈。避免了打堆栈的性能消耗。(打印原生堆栈:1-3ms,打印业务链路:0.1-0.3ms)。

数据上报: 采用了的一组链路 ID。而非堆栈信息。上报量小,不用加解密过程。

代码依赖: 卡慢逻辑与业务代码完全解耦,对开发者透明,零感知。只是在测试,发布前注入。

5、不足及方案

myAPM,也存在不足。由于采用注入方式,会使 apk 的包,稍微变大。

以 qzone android apk 注入进行全量业务代码时,其 apk 大小增长 0.5M,增长率为 2.79%.

方案:

若用户对 apk 大小比较敏感,可以采用部分注入分析。

可以配合 myAPM 的 apk 包大小分析方案,做 apk 瘦身分析。

myAPM 新特性

app 卡慢只是用于问题方法的性能优化。其实,对于一个产品,我们不但要关注及处理卡慢的问题,还需要关注 app 应用常规的性能状况与监控。

因为,这个性能波动,不会像卡慢那么明显。但是在一次次新版本迭代中,可以会让总体性能变慢。

1、监听 app 启动性能

我们可以将卡慢监控范围进行定制缩小,提供个性化功能:只监听启动方法。

通过数据分析及比对,我们可以知道:

app 每个版本的启动性能及变化;

接入的各个产品在启动性能上的差异,让各个产品间可以相互借鉴与提升。

2、核心链路分析

无论是产品,开发,测试与运维,都会想知道:

一个 APP 中,哪些代码是属于核心链路?

这些核心链路的性能怎样?

每个新版本中,这些核心链路的性能是否受到明显的损耗?

我们可以继续将卡慢上报范围扩大,上报全量方法。通过数据分析及筛选,我们可以挖掘出核心链路及其性能数据;

3、延时加载

通过链路特性分析,我们也可以抽取出调用次数很少,非主场景调用的代码。对于这些代码,在 app 启动加载时,我们可以使用延时加载。从而提升 APP 的启动效率。

续集说明

对于 App 启动性能分析以及 App 核心链路性能分析,我们将在后续做单独的介绍。

最后

myAPM,是我们结合部门实际需求和 APM 理念,在移动端性能管理的一个新探索,新实践。不仅面向性能问题的定位,也应用于日常的 app 性能运营分析。

简单分享 myAPM 在移动性能管理方面的一点思考及应用,希望大家打造好自己移动端的性能小船,关键时刻,不会说翻就翻。共勉!

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