Matrix

前言

Matrix 是一款微信研发并日常使用的应用性能接入框架,支持iOS, macOS和Android。 Matrix 通过接入各种性能监控方案,对性能监控项的异常数据进行采集和分析,输出相应的问题分析、定位与优化建议,从而帮助开发者开发出更高质量的应用。

Matrix for iOS/macOS

Matrix-iOS 当前工具监控范围包括:崩溃、卡顿和内存,包含以下三款插件:

  • WCCrashBlockMonitorPlugin: 基于 KSCrash 框架开发,具有业界领先的卡顿堆栈捕获能力,同时兼备崩溃捕获能力
  • WCMemoryStatPlugin: 一款性能极致的内存监控工具,能够全面捕获应用 OOM 时的内存分配以及调用堆栈情况
  • WCFPSMonitorPlugin: 一款 FPS 监控工具,当用户滑动界面时,记录主线程调用栈

特性

WCCrashBlockMonitorPlugin

  • 接入简单,代码无侵入
  • 通过检查 Runloop 运行状态判断应用是否卡顿,同时支持 iOS/macOS 平台
  • 增加耗时堆栈提取,卡顿线程快照日志中附加最近时间最耗时的主线程堆栈

WCMemoryStatPlugin

  • 在应用运行期间获取对象存活以及相应的堆栈信息,在检测到应用 OOM 时进行上报

使用方法

安装

  • 通过静态库安装
  1. 获取 Matrix 源码;
  2. 打开命令行,在 matrix/matrix-iOS 代码目录下执行 make 进行编译生成静态库;编译完成后,iOS 平台的库在 matrix/matrix-iOS/build_ios 目录下,macOS 平台的库在 matrix/matrix-iOS/build_macos 目录下;
  3. 工程引入静态库:
  • iOS 平台:使用 matrix/matrix-iOS/build_ios 路径下的 Matrix.framework,将 Matrix.framework 以静态库的方式引入工程;
  • macOS 平台:使用 matrix/matrix-iOS/build_macos 路径下的 Matrix.framework,将 Matrix.framework 以静态库的方式引入工程。

​ \4. 添加头文件 #import ,就可以接入微信的性能探针工具了!

启动监控

在以下地方:

  • 程序 main 函数入口;
  • AppDelegate 中的 application:didFinishLaunchingWithOptions:;
  • 或者其他应用启动比较早的时间点。

添加类似如下代码,启动插件:

#import  
   
Matrix *matrix = [Matrix sharedInstance]; 
MatrixBuilder *curBuilder = [[MatrixBuilder alloc] init]; c
urBuilder.pluginListener = self; // pluginListener 回调 plugin 的相关事件      

WCCrashBlockMonitorPlugin *crashBlockPlugin = [[WCCrashBlockMonitorPlugin alloc] init];     
[curBuilder addPlugin:crashBlockPlugin]; // 添加卡顿和崩溃监控

WCMemoryStatPlugin *memoryStatPlugin = [[WCMemoryStatPlugin alloc] init]; 
[curBuilder addPlugin:memoryStatPlugin]; // 添加内存监控功能  

WCFPSMonitorPlugin *fpsMonitorPlugin = [[WCFPSMonitorPlugin alloc] init]; 
[curBuilder addPlugin:fpsMonitorPlugin]; // 添加 fps 监控功能      

[matrix addMatrixBuilder:curBuilder];      

[crashBlockPlugin start]; // 开启卡顿和崩溃监控
[memoryStatPlugin start]; // 开启内存监控 
[fpsMonitorPlugin start]; // 开启 fps 监控

接收回调获得监控数据

设置 MatrixBuilder 对象中的 pluginListener,实现 MatrixPluginListenerDelegate。

// 设置 delegate  

MatrixBuilder *curBuilder = [[MatrixBuilder alloc] init]; 
curBuilder.pluginListener = <一个遵循 MatrixPluginListenerDelegate 的对象>;   

// MatrixPluginListenerDelegate  

- (void)onInit:(id)plugin; 
- (void)onStart:(id)plugin; 
- (void)onStop:(id)plugin; 
- (void)onDestroy:(id)plugin; 
- (void)onReportIssue:(MatrixIssue *)issue;

各个添加到 MatrixBuilder 的 plugin 会将对应的事件通过 pluginListener 回调。

重要:通过 onReportIssue: 获得 Matrix 处理后的数据,监控数据格式详见:Matrix for iOS/macOS 数据格式说明

Demo

至此,Matrix 已经集成到应用中并且开始收集崩溃、卡顿和爆内存数据,如仍有疑问,请查看示例:samples/sample-iOS/MatrixDemo

Matrix for Android

Matrix-android 当前监控范围包括:应用安装包大小,帧率变化,启动耗时,卡顿,慢方法,SQLite 操作优化,文件读写,内存泄漏等等。

  • APK Checker: 针对 APK 安装包的分析检测工具,根据一系列设定好的规则,检测 APK 是否存在特定的问题,并输出较为详细的检测结果报告,用于分析排查问题以及版本追踪
  • Resource Canary: 基于 WeakReference 的特性和 Square Haha 库开发的 Activity 泄漏和 Bitmap 重复创建检测工具
  • Trace Canary: 监控ANR、界面流畅性、启动耗时、页面切换耗时、慢函数及卡顿等问题
  • SQLite Lint: 按官方最佳实践自动化检测 SQLite 语句的使用质量
  • IO Canary: 检测文件 IO 问题,包括:文件 IO 监控和 Closeable Leak 监控
  • Battery Canary: 监控 App 活跃线程(待机状态 & 前台 Loop 监控)、ASM 调用 (WakeLock/Alarm/Gps/Wifi/Bluetooth 等传感器)、 后台流量 (Wifi/移动网络)等 Battery Historian 统计 App 耗电的数据
  • MemGuard 检测堆内存访问越界、使用释放后的内存、重复释放等问题

特性

与常规的 APM 工具相比,Matrix 拥有以下特点:

APK Checker

  • 具有更好的可用性:JAR 包方式提供,更方便应用到持续集成系统中,从而追踪和对比每个 APK 版本之间的变化
  • 更多的检查分析功能:除具备 APKAnalyzer 的功能外,还支持统计 APK 中包含的 R 类、检查是否有多个动态库静态链接了 STL 、搜索 APK 中包含的无用资源,以及支持自定义检查规则等
  • 输出的检查结果更加详实:支持可视化的 HTML 格式,便于分析处理的 JSON ,自定义输出等等

Resource Canary

  • 分离了检测和分析部分,便于在不打断自动化测试的前提下持续输出分析后的检测结果
  • 对检测部分生成的 Hprof 文件进行了裁剪,移除了大部分无用数据,降低了传输 Hprof 文件的开销
  • 增加了重复 Bitmap 对象检测,方便通过减少冗余 Bitmap 数量,降低内存消耗

Trace Canary

  • 编译期动态修改字节码, 高性能记录执行耗时与调用堆栈
  • 准确的定位到发生卡顿的函数,提供执行堆栈、执行耗时、执行次数等信息,帮助快速解决卡顿问题
  • 自动涵盖卡顿、启动耗时、页面切换、慢函数检测等多个流畅性指标
  • 准确监控ANR,并且能够高兼容性和稳定性地保存系统产生的ANR Trace文件

SQLite Lint

  • 接入简单,代码无侵入
  • 数据量无关,开发、测试阶段即可发现SQLite性能隐患
  • 检测算法基于最佳实践,高标准把控SQLite质量*
  • 底层是 C++ 实现,支持多平台扩展

IO Canary

  • 接入简单,代码无侵入
  • 性能、泄漏全面监控,对 IO 质量心中有数
  • 兼容到 Android P

Battery Canary

  • 接入简单,开箱即用
  • 预留 Base 类和 Utility 工具以便扩展监控特性

Memory Hook

  • 一个检测 Android native 内存泄漏的工具
  • 无侵入,基于 PLT-hook(iqiyi/xHook),无需重编 native 库
  • 高性能,基于 Wechat-Backtrace 进行快速 unwind 堆栈,支持 aarch64 和 armeabi-v7a 架构

Pthread Hook

  • 一个检测 Android Java 和 native 线程泄漏及缩减 native 线程栈空间的工具
  • 无侵入,基于 PLT-hook(iqiyi/xHook),无需重编 native 库
  • 通过对 native 线程的默认栈大小进行减半降低线程带来的虚拟内存开销,在 32 位环境下可缓解虚拟内存不足导致的崩溃问题

WVPreAllocHook

  • 一个用于安全释放 WebView 预分配内存以在不加载 WebView 时节省虚拟内存的工具,在 32 位环境下可缓解虚拟内存不足导致的崩溃问题
  • 无侵入,基于 PLT-hook(iqiyi/xHook),无需重编 native 库
  • 使用该工具后 WebView 仍可正常工作

MemGuard

  • 一个基于 GWP-Asan 修改的堆内存问题检测工具
  • 无侵入,基于 PLT-hook(iqiyi/xHook),无需重编 native 库
  • 可根据正则表达式指定被检测的目标库
  • 可检测堆内存访问越界、使用释放后的内存和双重释放等问题

Backtrace Component

  • 基于 DWARF 以及 ARM 异常处理数据进行简化并生成全新的 quicken unwind tables 数据,用于实现可快速回溯 native 调用栈的 backtrace 组件。回溯速度约是 libunwindstack 的 15x ~ 30x 左右。

使用方法

由于 JCenter 服务将于 2022 年 2 月 1 日下线,我们已将 Matrix 新版本(>= 0.8.0) maven repo 发布至 MavenCentral。

  1. 在你项目根目录下的 gradle.properties 中配置要依赖的 Matrix 版本号,如:
  MATRIX_VERSION=2.0.8

\2. 在你项目根目录下的 build.gradle 文件添加 Matrix 依赖,如:

  dependencies {
      classpath ("com.tencent.matrix:matrix-gradle-plugin:${MATRIX_VERSION}") { changing = true }
  }

\3. 接着,在 app/build.gradle 文件中添加 Matrix 各模块的依赖,如:

 dependencies {
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-android-lib", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-android-commons", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-trace-canary", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-resource-canary-android", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-resource-canary-common", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-io-canary", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-sqlite-lint-android-sdk", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-battery-canary", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-hooks", version: MATRIX_VERSION, changing: true
  }

  apply plugin: 'com.tencent.matrix-plugin'
  matrix {
    trace {
        enable = true	//if you don't want to use trace canary, set false
        baseMethodMapFile = "${project.buildDir}/matrix_output/Debug.methodmap"
        blackListFile = "${project.projectDir}/matrixTrace/blackMethodList.txt"
    }
  }

目前 Matrix gradle plugin 支持 Android Gradle Plugin 3.5.0/4.0.0/4.1.0。

\4. 实现 PluginListener,接收 Matrix 处理后的数据, 如:

  public class TestPluginListener extends DefaultPluginListener {
    public static final String TAG = "Matrix.TestPluginListener";
    public TestPluginListener(Context context) {
        super(context);
        
    }

    @Override
    public void onReportIssue(Issue issue) {
        super.onReportIssue(issue);
        MatrixLog.e(TAG, issue.toString());
        
        //add your code to process data
    }
}

​ \5. 实现动态配置接口, 可修改 Matrix 内部参数. 在 sample-android 中 我们有个简单的动态接口实例DynamicConfigImplDemo.java, 其中参数对应的 key 位于文件 MatrixEnum中, 摘抄部分示例如下:

 public class DynamicConfigImplDemo implements IDynamicConfig {
    public DynamicConfigImplDemo() {}

    public boolean isFPSEnable() { return true;}
    public boolean isTraceEnable() { return true; }
    public boolean isMatrixEnable() { return true; }
    public boolean isDumpHprof() {  return false;}

    @Override
    public String get(String key, String defStr) {
        //hook to change default values
    }

    @Override
    public int get(String key, int defInt) {
         //hook to change default values
    }

    @Override
    public long get(String key, long defLong) {
        //hook to change default values
    }

    @Override
    public boolean get(String key, boolean defBool) {
        //hook to change default values
    }

    @Override
    public float get(String key, float defFloat) {
        //hook to change default values
    }
}

\6. 选择程序启动的位置对 Matrix 进行初始化,如在 Application 的继承类中, Init 核心逻辑如下:

Matrix.Builder builder = new Matrix.Builder(application); // build matrix
  builder.pluginListener(new TestPluginListener(this)); // add general pluginListener
  DynamicConfigImplDemo dynamicConfig = new DynamicConfigImplDemo(); // dynamic config
  
  // init plugin 
  IOCanaryPlugin ioCanaryPlugin = new IOCanaryPlugin(new IOConfig.Builder()
                    .dynamicConfig(dynamicConfig)
                    .build());
  //add to matrix               
  builder.plugin(ioCanaryPlugin);
  
  //init matrix
  Matrix.init(builder.build());

  // start plugin 
  ioCanaryPlugin.start();

至此,Matrix就已成功集成到你的项目中,并且开始收集和分析性能相关异常数据,如仍有疑问,请查看 示例.

PS:

  1. 从 v0.9.0 开始,Matrix for Android 迁移到了 AndroidX. 你可能需要添加 ‘android.useAndroidX=true’ 标志到 gradle.properties 文件里。
  2. Matrix 分析后的输出字段的含义请查看 Matrix 输出内容的含义解析

Battery Canary Usage

相关初始化代码如下:

BatteryMonitorConfig config = new BatteryMonitorConfig.Builder()
        .enable(JiffiesMonitorFeature.class)
        .enableStatPidProc(true)
        .greyJiffiesTime(30 * 1000L)
        .setCallback(new BatteryMonitorCallback.BatteryPrinter())
        .build();

BatteryMonitorPlugin plugin = new BatteryMonitorPlugin(config);

具体使用方式,请参考单元测试里相关用例的代码:

com.tencent.matrix.batterycanary.ApisTest 或 sample.tencent.matrix.battery.BatteryCanaryInitHelper.

Backtrace Component Usage

如何初始化 backtrace 组件:

WeChatBacktrace.instance().configure(getApplicationContext()).commit();

初始化后其他 Matrix 组件就可以使用 Quicken Backtrace 进行回溯。更多参数的配置请查看 WeChatBacktrace.Configuration 的接口注释。

APK Checker

APK Check 以独立的 jar 包提供 (matrix-apk-canary-2.0.8.jar),你可以运行:

java -jar matrix-apk-canary-2.0.8.jar

查看 Usages 来使用它。

Usages:      
    --config CONFIG-FILE-PATH 
or     
    [--input INPUT-DIR-PATH] [--apk APK-FILE-PATH] [--unzip APK-UNZIP-PATH] [--mappingTxt MAPPING-FILE-PATH] [--resMappingTxt RESGUARD-MAPPING-FILE-PATH] [--output OUTPUT-PATH] [--format OUTPUT-FORMAT] [--formatJar OUTPUT-FORMAT-JAR] [--formatConfig OUTPUT-FORMAT-CONFIG (json-array format)] [Options]      
Options: 
-manifest      
     Read package info from the AndroidManifest.xml. 
-fileSize [--min DOWN-LIMIT-SIZE (KB)] [--order ORDER-BY ('asc'|'desc')] [--suffix FILTER-SUFFIX-LIST (split by ',')]      
     Show files whose size exceed limit size in order. 
-countMethod [--group GROUP-BY ('class'|'package')]      
     Count methods in dex file, output results group by class name or package name. 
-checkResProguard      
     Check if the resguard was applied. 
-findNonAlphaPng [--min DOWN-LIMIT-SIZE (KB)]      
     Find out the non-alpha png-format files whose size exceed limit size in desc order. 
-checkMultiLibrary      
     Check if there are more than one library dir in the 'lib'. 
-uncompressedFile [--suffix FILTER-SUFFIX-LIST (split by ',')]      
     Show uncompressed file types. 
-countR      
     Count the R class. 
-duplicatedFile      
     Find out the duplicated resource files in desc order. 
-checkMultiSTL  --toolnm TOOL-NM-PATH      
     Check if there are more than one shared library statically linked the STL. 
-unusedResources --rTxt R-TXT-FILE-PATH [--ignoreResources IGNORE-RESOURCES-LIST (split by ',')]                    
     Find out the unused resources. 
-unusedAssets [--ignoreAssets IGNORE-ASSETS-LIST (split by ',')]      
     Find out the unused assets file. 
-unstrippedSo  --toolnm TOOL-NM-PATH      
     Find out the unstripped shared library file.

由于篇幅影响,此次不再赘述,我们在 Matrix-APKChecker 中进行了详细说明。

你可能感兴趣的:(Android,ios,matrix,ios,android)