微信客戶端性能監(jiān)控和優(yōu)化簡述

一款產(chǎn)品能否與用戶產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，客戶端在這一過程中的性能作用最關(guān)鍵。啟動(dòng)時(shí)間太長、內(nèi)存消耗太大、ANR 等等，都會(huì)直接影響用戶對一款應(yīng)用的判斷和使用體驗(yàn)。

如微信 Slogan 說的那樣：微信，是一個(gè)生活方式。所以，微信 App 本身就包含非常多且復(fù)雜度高的業(yè)務(wù)模塊（如搜索、視頻等），也接入了很多第三方的插件，這勢必會(huì)拖慢應(yīng)用的啟動(dòng)時(shí)間和響應(yīng)速度，尤其是目前出現(xiàn)了“微信重度用戶”這一現(xiàn)象，迫使微信不得不采取更多的分析和優(yōu)化措施。

目前，已經(jīng)有超過 9 億用戶在手機(jī)端使用微信，針對這樣龐大的用戶群，微信本著精益求精的態(tài)度和對用戶體驗(yàn)的追求，在技術(shù)角度上最大程度的對性能進(jìn)行優(yōu)化。

也很榮幸，在由聽云聯(lián)合極客邦科技 /InfoQ 共同主辦的 APMCon 2017 會(huì)議上，我們邀請微信“小黑屋 11 人”之一的微信客戶端開發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人陳岳偉（Lylechen）來 APMCon 現(xiàn)場分享“微信重度?戶體驗(yàn)的優(yōu)化之道”。在此之前，InfoQ 對陳岳偉進(jìn)行了采訪，簡單介紹了微信客戶端性能監(jiān)控和優(yōu)化的內(nèi)容。

陳岳偉（Lylechen），微信客戶端開發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，統(tǒng)籌微信在 iOS、Android、Mac 和 Windows 等平臺(tái)的開發(fā)管理工作。2010 年加入微信團(tuán)隊(duì)，從無到有構(gòu)建出微信的第一個(gè) iOS 版本，并持續(xù)不斷進(jìn)行架構(gòu)優(yōu)化和性能穩(wěn)定性打磨。近年來主要關(guān)注微信終端監(jiān)控體系以及微信重度用戶的性能提升和體驗(yàn)優(yōu)化。

InfoQ：請介紹一下，微信 iOS 客戶端第一個(gè)版本開發(fā)花了多長時(shí)間，在性能上有哪些關(guān)注點(diǎn)？

陳岳偉：第一個(gè) iOS 和 Android 微信版本均花了 2 個(gè)月左右的開發(fā)時(shí)間。初期階段主要集中在功能開發(fā)上，對性能沒有特別花太多時(shí)間關(guān)注，主要對于啟動(dòng)速度、消息收發(fā)等主場景做了壓力測試。對于一個(gè)初創(chuàng)的產(chǎn)品，微信研發(fā)團(tuán)隊(duì)更看重版本的快速迭代，“先迭代再優(yōu)化”是第一原則。

InfoQ：目前微信客戶端有哪些維度的性能監(jiān)控，侵入性如何，對性能十分有影響？

陳岳偉：目前微信客戶端的性能監(jiān)控緯度，主要包含 Crash、卡頓、耗時(shí)、內(nèi)存、SQLite、安裝包大小、網(wǎng)絡(luò)性能等。

微信研發(fā)團(tuán)隊(duì)所做的監(jiān)控系統(tǒng)可以分為兩類：一類是通用監(jiān)控，一類是專項(xiàng)監(jiān)控。

針對通用監(jiān)控，團(tuán)隊(duì)搭建了一套基于簡單數(shù)值上報(bào)的終端實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，可以覆蓋幾乎所有的監(jiān)控緯度，最終呈現(xiàn)出來的是 PV、UV、耗時(shí)分布、錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)等。比如準(zhǔn)實(shí)時(shí)生成客戶端啟動(dòng)次數(shù)、Crash 次數(shù)、網(wǎng)絡(luò)調(diào)用次數(shù)等曲線，最少延遲可以做到 10 分鐘以內(nèi)。

通用監(jiān)控主要用于快速發(fā)現(xiàn)問題，而其定位問題的能力相對較弱，于是構(gòu)建了多個(gè)專項(xiàng)監(jiān)控系統(tǒng)。舉個(gè)例子，微信團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的卡頓監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可以監(jiān)控客戶端卡頓次數(shù)，還可以展示卡頓堆棧分類和排序，部分場景還可以做到精確標(biāo)示函數(shù)調(diào)用的耗時(shí)分布。當(dāng)然專項(xiàng)監(jiān)控的上報(bào)延時(shí)更長，數(shù)據(jù)計(jì)算也比較復(fù)雜，目前能做到“小時(shí)～天”的級(jí)別，主要起分析定位的作用。

大部分監(jiān)控以手動(dòng)埋點(diǎn)、框架性自動(dòng)埋點(diǎn)以及觸發(fā)式上報(bào)為主，對性能影響很小。SQLite 和耗時(shí)監(jiān)控，涉及較細(xì)力度的插樁，會(huì)有一定的性能損耗，前者主要用于開發(fā)和自動(dòng)化測試階段，后者對現(xiàn)網(wǎng)用戶做了一定的采樣。

InfoQ：微信客戶端在性能上有哪些優(yōu)化點(diǎn)（如網(wǎng)絡(luò)、協(xié)議、長列表、本地?cái)?shù)據(jù)庫）？

陳岳偉：針對微信客戶端的性能優(yōu)化，主要分為網(wǎng)絡(luò)、UI、內(nèi)存、存儲(chǔ)等四大模塊。

網(wǎng)絡(luò)方面，在 IPList 選擇策略、復(fù)合連接、連接耗時(shí)和穩(wěn)定性、收發(fā)包耗時(shí)和穩(wěn)定性、協(xié)議包壓縮精簡等諸多方面均作了長期的優(yōu)化措施；針對安卓的后臺(tái)長連接這一項(xiàng)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)就在心跳策略、Push 及時(shí)性等方面做了很多工作。（參照  Mars 開源項(xiàng)目了解更多）

UI 方面，除了經(jīng)典 TableView 和 ListView 優(yōu)化外，團(tuán)隊(duì)在圖片 / 視頻編解碼、Bitmap 磁盤映射、視頻渲染 Open GL 等領(lǐng)域也花了不少功夫。

內(nèi)存方面，微信團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了實(shí)用的內(nèi)存泄漏工具以及前臺(tái) OOM 檢測工具，在開發(fā)過程中即可快速發(fā)現(xiàn)內(nèi)存訪問不當(dāng)?shù)拇a實(shí)現(xiàn)；針對聯(lián)系人、頭像和圖片等模塊做了統(tǒng)一的資源池，制定了符合微信特點(diǎn)的緩存和淘汰策略。

存儲(chǔ)方面，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了高易用接口的 WCDB 組件，統(tǒng)一了微信內(nèi)的 DB 線程模型和事務(wù)機(jī)制；根據(jù)微信客戶端的消息、聯(lián)系人、朋友圈和收藏等模塊做了針對性的 DB 分離和數(shù)據(jù)表拆分；通過修改 SQLite 源碼，大幅度降低了 SQLITE_BUSY 的發(fā)生次數(shù)；通過配置 DB 文件和 WAL 文件的 mmap 模式，對 DB 的 IO 性能也有不少的提升。關(guān)于這方面的內(nèi)容，歡迎大家參考 WCDB 開源項(xiàng)目。

InfoQ：微信客戶端目前開發(fā)了哪些跨端組件，是否均使用 C/C++ 開發(fā)？

陳岳偉：目前主要有兩大跨平臺(tái)組件，包括 Mars 組件（COMM、XLOG、SDT、STN，詳見 Mars 介紹）和 WCDB 組件。其中 Mars 全部使用 C/C++ 開發(fā)，可適用于 iOS、Android、Windows 和 Mac 等平臺(tái)；而 WCDB 主要根據(jù) iOS（MacOS）和 Android 兩個(gè)平臺(tái)提供了不同的語言適配，但底層的 SQLite 源碼優(yōu)化和 RepairKit，還是繼續(xù)采用 C/C++ 開發(fā)。

InfoQ：微信 iOS 端在 WebView 上做了哪些優(yōu)化，有哪些性能監(jiān)控點(diǎn)？

陳岳偉：iOS 端的 WebView 主要做了資源預(yù)加載與緩存、視頻代理與下載策略優(yōu)化、圖片代理與編碼優(yōu)化等，針對 WebView 安全和微信特有的 JS SDK 也有一系列的優(yōu)化策略。

目前微信絕大部分 WebView，均已替換為 WKWebView，在內(nèi)存占用和穩(wěn)定性上有很大的提升。性能監(jiān)控點(diǎn)，主要包含各階段耗時(shí)分布、相關(guān)錯(cuò)誤碼分類和內(nèi)存 OOM 監(jiān)控。

InfoQ：針對重度用戶的體驗(yàn)優(yōu)化是從什么時(shí)候開始的？當(dāng)時(shí)的觸發(fā)點(diǎn)是什么？到目前主要做了哪些工作，有什么規(guī)劃？

陳岳偉：從 2015 年底開始，當(dāng)時(shí)觸發(fā)點(diǎn)是 DB 損壞率極速上升，以及用戶存儲(chǔ)空間快速增長；目前主要對 DB 損壞、內(nèi)存 OOM 和存儲(chǔ)架構(gòu)等做部分優(yōu)化工作，前兩者會(huì)在 APMCon 給大家做詳細(xì)分享；后續(xù)希望對重度用戶大盤進(jìn)行更精確的監(jiān)控和分析，提升問題發(fā)現(xiàn)和定位能力。