写点什么

Facebook 是如何收集其 Android 应用性能数据的

  • 2015-11-02
  • 本文字数:2068 字

    阅读完需:约 7 分钟

Facebook 一直致力于不断提高 Android 应用的运行速度。虽然他们内部已经有类似 CTScan 这样的性能跟踪系统,但 Android 生态系统的多样性使他们无法在实验室中测试每一种可能。因此,他们希望通过遥测技术从人们真实使用的 Android 手机中收集性能信息来补充测试数据。近日,Facebook 工程师 Delyan Kratunov撰文介绍了他们收集 Android 应用远程性能检测数据的方法。

很长一段时间以来,遥测技术都仅限于费力地插入代码,标识动作的起点和终点。这种方法有诸多弊端:

  • 开发者插入的检测点限制了遥测数据的详细程度,并导致这种方法只能检测可以预见的性能影响;
  • Android 应用的多线程特点以及用户交互的高度异步特点导致很难彻底检测代码;
  • 代码的快速变化会导致已有的检测标记出现“位衰减”。

同时,Delyan 还指出,他们也不希望使用下面这两种方法:

  • 使用 Android 内置的性能检测方法:Dalvik 和 ART 都提供了可以从“Debug”类调用的、方法级的性能分析器。这些方法可以编程触发,输出结果保存在开发人员指定的文件中。但是他们发现,startMethodTracing 方法开销很大。更糟糕的是,在某些 Android 版本中,该方法会禁用 Dalvik 的 JIT 编译器,进一步降低应用性能。总之,该工具会扭曲检测数据。
  • 大幅增加手工插入的检测点:手动插入性能检测点非常耗时且容易出错。工程师的时间不应该花费在可以自动化的事情上。而且,在一个不断变化的代码库中,确保这类检测点的正确性需要做大量的工作。

他们所采用的方法,灵感来自于该领域先前的研究,核心是一个基于规则的字节码重写器(基于 ASM 库)。该重写器可以匹配代码位置,然后插入或操作代码。就是说,在 Java 代码经 javac 编译成 Java 虚拟机字节码之后,但是在传递给 dx 转换成 Dalvik VM 格式之前,它会介入修改 JVM 字节码。

作为构建系统的一部分,该字节码重写器会在 Android 应用的全部 Java 字节码上运行,执行少数几个简单的转换,产生大量发生过重写的代码位置。例如,下面的规则将在特定方法的入口和出口处插入代码:

复制代码
new EntryExitRule.Builder()
.setMatcherConfiguration(
subclassesOf(
getObjectType("android/app/Activity")
).withMethods(
getMethod("void onCreate(android.os.Bundle)"),
getMethod("void onRestart()"),
getMethod("void onStart()"),
getMethod("void onResume()"),
getMethod("void onPause()"),
getMethod("void onStop()"),
getMethod("void onDestroy()")))
.setDetourType(LOG_UTILS_TYPE)
.setDetourMethodEntry(LOG_METHOD_ACTIVITY_START)
.setDetourMethodExit(LOG_METHOD_ACTIVITY_END)
.setCategory(Categories.LIFECYCLE)
.build()

在运行时,这些方法会在日志中记录一个或多个检测事件,并且,这些事件可以组合到一个单独的跟踪文件中。他们的检测粒度是框架调用和回调层。就是说,检测应用如何同 Android 框架交互以及框架反过来如何调用应用。这非常有用,因为应用组件不同生命周期之间的交互对运行时性能有重大影响。而且,由于检测点插入是自动完成的,所以无需担心代码变化会影响检测点。

在字节码中插入检测点还有一个好处,就是让他们能够透明地处理异步跟踪。也就是说,他们可以在线程之间自动传递足够的上下文信息。这样,他们就能将逻辑控制流串连起来。例如,下面的规则是检测Handler API 的:

复制代码
RedirectionRule.builder()
.setMatcherConfiguration(
subclassesOf(
getObjectType("android/os/Handler")
).withMethods(
getMethod("boolean post(Runnable)"),
getMethod("boolean postAtFrontOfQueue(Runnable)"),
getMethod("boolean postAtTime(Runnable, Object, long)"),
getMethod("boolean postAtTime(Runnable, long)"),
getMethod("boolean postDelayed(Runnable, long)"),
getMethod("void removeCallbacks(Runnable)")))
.setDetourClass("com/facebook/tools/dextr/runtime/detour/HandlerDetour")
.setCategory(Categories.ASYNC)
.build()
{1}

虽然有无数种在线程之间切换控制的方法,但实际上,一个很小的规则集合就可以覆盖应用中大多数异步代码。总的来说,这种跨线程跟踪能力让他们对应用执行流程有了更深入的了解,可以暴露出一些难以捉摸的性能缺陷,如调度延迟和不必要的异步跳转。

此外,在实现该方法的过程中,他们还遇到了其它一些需要克服的问题。比如,仅使用基本数据类型。当字节码重写器操作应用代码时,它会在每个代码位置插入一个唯一标识。在应用构建时,它会生成一个标识与代码位置的映射。在运行时,他们只记录 32 位的整型标识,然后在服务器端转换成代码位置。这样,事件大小就可以固定,而且非常小。同时,这也缩小了跟踪文件,减少了运行时开销。此处仅举一例,更多信息请查看原文


感谢郭蕾对本文的审校。

给InfoQ 中文站投稿或者参与内容翻译工作,请邮件至 editors@cn.infoq.com 。也欢迎大家通过新浪微博( @InfoQ @丁晓昀),微信(微信号: InfoQChina )关注我们,并与我们的编辑和其他读者朋友交流(欢迎加入 InfoQ 读者交流群InfoQ 好读者)。

2015-11-02 18:003400
用户头像

发布了 1008 篇内容, 共 406.6 次阅读, 收获喜欢 345 次。

关注

评论

发布
暂无评论
发现更多内容

基于springcloud springboot vue elementui商城源码毕设实战

清风

Vue Java 分布式 毕业设计

破解AI开课难题!2021 全国人工智能师资培训落地厦门大学

百度大脑

人工智能

云原生时代到来了么?

escray

学习 极客时间 如何落地业务建模 8月日更

java springboot微信小程序授权登录开发

清风

小程序 java小程序

Go-基本元素

HelloBug

Go 语言

敏捷开发

LeifChen

Scrum 敏捷开发 迭代 8月日更

Ansible 管理 Windows 机器配置过程。

耳东@Erdong

windows ansible 8月日更

还在死磕 Ajax?那可就 out 了!

编程三昧

JavaScript 大前端 8月日更 Fetch

【架构设计模块五】:设计微博系统中”微博评论“的高性能高可用计算架构

Ryoma

前端之算法(七)动态规划

Augus

算法 8月日更

架构1期模块五作业

五只羊

架构实战营

JavaScript单元测试的“抹茶”组合:Mocha和Chai

devpoint

JavaScript 单元测试 8月日更

Flink 和流式应用运维(十-上)

Databri_AI

flink API REST API

OceanBase源码解读(二):SQL的一生

OceanBase 数据库

数据库 分布式数据库 oceanbase OceanBase 开源 OceanBase 社区版

上游思维:在系统的关键处找一个支点

石云升

读书笔记 8月日更 上游思维

Obsidian一个不错的软件

IT蜗壳-Tango

8月日更

Magician has released a new version

Magician网络编程包

Java Web 网络编程 io nio

简简单单实现 Python Web 的登录注册页面,还包含一半逻辑。

梦想橡皮擦

8月日更

高可用架构(下)

编号94530

数据库 架构设计 异地多活容灾 高可用架构

网络攻防学习笔记 Day108

穿过生命散发芬芳

网络安全 8月日更

如何实现分布式锁,聊聊你的想法?

卢卡多多

redis 分布式锁 8月日更

GIT远程仓库

一个大红包

8月日更

Go- 常量

HelloBug

常量 const Go 语言

🏆【分布式技术专题】【分布式技术专题】RocketMQ延迟消息实现原理和源码分析

码界西柚

RocketMQ 延时队列 8月日更 DelayedQueue

从0开始的TypeScriptの十:泛型

空城机

typescript 大前端 8月日更

Go- 变量

HelloBug

变量 Go 语言

耗时24小时整理了网络安全学习路线,非常详细!

网络安全学海

黑客 网络安全 信息安全 渗透测试 漏洞挖掘

蔚来事故背后,“致命弯道”在辅助驾驶和自动驾驶之间

脑极体

Linux之ab命令

入门小站

Linux

ipfs挖矿是怎样赚钱的?ipfs挖矿值得投资吗?

IPFS挖矿值得投资吗 IPFS挖矿是怎样赚钱的

CODING DevOps 高级架构师王炜入选木兰开源社区首批导师

CODING DevOps

DevOps Nocalhost 木兰开源社区 开发者生态

Facebook是如何收集其Android应用性能数据的_Meta_谢丽_InfoQ精选文章