支付寶客戶端架構分析：自動化日誌收集及分析

摘要： 《支付寶客戶端架構解析》系列將從支付寶客戶端的架構設計方案入手，帶領你們進一步瞭解支付寶在客戶端架構上的迭代與優化歷程。

​​小螞蟻說：

《支付寶客戶端架構解析》系列將從支付寶客戶端的架構設計方案入手，細分拆解客戶端在「容器化框架設計」、「網絡優化」、「性能啓動優化」、「自動化日誌收集」、「RPC 組件設計」、「移動應用監控、診斷、定位」等具體實現，帶領你們進一步瞭解支付寶在客戶端架構上的迭代與優化歷程。

本節將結合禾兮在 OSChina 珠海站現場的分享《移動端分析方案在螞蟻金服 mPaaS 中的實踐》，介紹支付寶客戶端自動化日誌收集與分析的具體思路。內容將分紅三個部分展開：

• 支付寶客戶端分析方案的探索；
• MAS 移動分析框架淺析；
• mPaaS 技術架構與助力。

支付寶客戶端分析方案的探索

正如咱們在《開篇 | 模塊化與解耦式開發在螞蟻金服 mPaaS 深度實踐探討》已經對支付寶的架構演變與開發團隊規模發展作過介紹：

截止目前，在研發上面，支付寶僅 Android、iOS 客戶端開發人員近千人，客戶端代碼行數超過了數百萬行，按業務劃分的工程數也已近千個，每一個工程都有獨立的開發 owner 負責某一個具體的模塊。雖然工程師團隊及工程量愈加龐大，支付寶依舊可以作到日發佈的頻率以確保業務快速迭代，同時在業務功能日益複雜的環境，保證 App 閃退率僅 0.01%。

那麼，在如此大致量的用戶規模和研發團隊下，支付寶又是如何確保用戶使用過程當中的用戶體驗呢？咱們主要從如下兩個維度衡量客戶端用戶體驗：

• 靜態：指應用開發過程當中，關注 App 自己的安裝包大小、存儲、涉及到的用戶隱私權限、安全策略等，決定用戶是否願意安裝並使用你的應用。
• 動態：指應用發佈上線後，用戶在使用過程當中，App 的啓動速度，閃退、卡死卡頓等穩定性數據，網絡請求，內存以及電量流量等用戶實際的使用感覺。

啓動應用是用戶使用任何一款應用最必不可少的操做，從點擊 App 圖標到首頁展現，整個啓動過程的性能，嚴重影響着用戶的體驗。支付寶客戶端做爲一個超級 App，啓動速度固然是咱們關注的重要指標之一。支付寶對於應用啓動過程當中的優化，主要分爲如下四個方面：

• 框架治理：

梳理啓動流程並重構，遵照啓動過程當中按需加載原則。

引用 Pipeline 機制，根據業務優先級規定業務初始化時機。

制定統一的開發規範，儘可能下降業務方流程對啓動性能的影響。

• 業務治理：

按需加載，延時執行。

線程治理：統一管理已有線程，並調整線程優先級。

I/O 治理：關注主線程 I/O，優化合並頻繁讀寫的 I/O 操做，儘可能使用統一存儲。

• 技術突破：

防止啓動過程當中的 UI 重刷操做。

虛擬機優化，包括 JIT 關閉，下降 GC 次數。

基礎模塊調優，分析主線程耗時操做並優化。

另外，用戶使用過程當中 App 的內存、存儲、電量及流量等消耗，也是重要的衡量指標。具體的優化點以下：

• 內存：

內存分析：memtrace hprof 線下內存分析，遍歷對象，根據生命週期標記內存泄露，同時根據 object 建立引用肯定業務歸屬。

Native 內存：圖像庫切換到 native 層，4.x bitmap 像素數據放到 ashme 共享內存，下降 GC。

內存優化：對象池複用，減少 bitmap 對內存佔用，使用更小的圖，尤爲注意三方 H5 頁面。

• 存儲：

存儲分析：查看應用存儲大小。

存儲優化：使用共享庫，業務定向優化，壓縮存儲等。

• 流量：

耗流量緣由：分析各類網絡請求。

流量異常捕獲：hook 全部網絡請求，根據host聚合流量，超過閾值肯定異常。

流量優化：PC 底層協議優化，資源增量按需下載，同時經過切面信息調用方。

• 電量：

耗電緣由：監控 CPU 使用率，各類 sensor、gps、weaklock、網絡鏈接等耗電操做。

耗電異常捕獲：遍歷線程，獲取全部線程運行時間，與主線程比較肯定異常。

耗電優化：高性能 dump 線程棧優化，經過線程映射調用方，評估調用邏輯進行優化。

針對以上每一個優化點，支付寶都投入了大量精力進行研究和實踐，有關啓動性能優化的詳細內容能夠查閱文檔《支付寶客戶端架構解析：iOS 客戶端啓動性能優化初探》和《支付寶客戶端架構解析：Android 客戶端啓動速度優化之「垃圾回收」》，其餘優化點請持續關注「客戶端架構解析」系列文章。

基於這些對用戶體驗優化的內容，支付寶構建了一套完整的超級 App 線上運維體系，實時監控線上 App 發生的異常問題，針對這些問題，以最快的時間定位問題緣由並找到對應的解決方案，最後經過動態熱修復的技術及時修復線上問題，最終造成一個線上質量保障的閉環，保障應用運行的穩定性。

MAS移動分析框架淺析

接下來，詳細介紹超級 App 運維體系中的移動監控框架具體是如何實現的。

移動分析 MAS（Mobile Analysis Service）經過對移動客戶端、H五、小程序、PC等多端埋點數據的採集與分析，實現產品核心指標監控，提供頁面、設備、留存、性能等基礎分析，並支持自定義事件分析、漏斗分析等高階分析，幫助企業更好地完成業務監控、用戶洞察與行爲分析，指導產品迭代，精細化產品運營，輔助營銷決策，加速業務商業化。主要分爲如下四個階段：

整個移動分析的完整鏈路從左往右看，就是客戶端經過調用埋點 SDK 的接口進行數據埋點，埋點 SDK 對日誌進行格式化後，先寫入客戶端本地文件，知足日誌上報觸發條件後，將本地日誌上報到日誌服務器並清理本地日誌文件以減小存儲大小；日誌服務器接收到客戶端上報的日誌後同步到計算平臺，通過離線計算和實時計算後，將結果進行展現，用來監控、分析、搜索、推薦等。

接下來咱們將從移動分析框架的四個階段，詳細介紹數據分析的整個鏈路邏輯。

數據採集

根據採集數據時機、應用場景，最終用途的不一樣，咱們把客戶端採集的數據分爲了如下幾類。其中結合 mPaaS 模塊化開發框架，報活埋點、押後臺埋點、頁面自動化埋點、性能埋點及 H5 埋點，由客戶端 SDK 自動採集，無需開發者手動調用接口實現，開發者只須要關注本身的業務邏輯，在須要監控的邏輯除埋點統計。

爲了下降頻繁上報日誌對應用性能的影響，客戶端採集到數據後，會預先保存在應用本地，經過如下三種方式同步到日誌服務器：

• 自動上報：知足必定條件後客戶端埋點 SDK 自動上報，包括

程序每次冷啓動都會觸發檢查日誌上報的邏輯。

程序進入後臺會當即觸發上報。

寫日誌時，某種類型的日誌默認到達 40 條就觸發上報。

• 實時監控：對於比較重要的客戶端日誌，如異常、應用閃退日誌等，可實時上報，產生一條上報一條，便於後臺實時監控。
• 動態控制：在自動上報的基礎上，經過服務端下發的開關值，修改客戶端日誌寫入和日誌上報觸發的條件。如在大流量併發的狀況下，爲減小日誌服務器的壓力，控制客戶端只寫入並上報異常或閃退日誌，忽略行爲日誌的統計。

數據計算

上報到日誌服務器的日誌，會同步到計算平臺進行計算，後臺主要包含如下幾個系統：

• mdap：日誌採集網關，負責收集客戶端埋點日誌，收到日誌後，直接傳輸至 JStorm 集羣進行計算。
• JStorm：實時計算引擎，根據處理規則對日誌進行實時解析並將須要的數據存儲入庫。
• SSDB： kv 數據存儲層，底層使用 leveldb，支持單表十億級記錄。
• ZooKeeper：集羣管理、組件間服務發現。

數據應用

計算平臺計算出來的結果，能夠爲用戶提供用戶分析、事件分析、行爲、性能等數據分析服務。

• 基礎分析： 關注於 App 的通用分析，包括每日登陸用戶、新增用戶、使用時長、用戶留存、頁面分析、訪問路徑等基礎分析。
• 高階分析： 用於 App 專一業務的特定分析需求，提供一種靈活的多維分析能力；提供熱修復報告，幫助您瞭解 RPC、修復、回滾相關信息等。
• 性能分析： 提供閃退、卡死、卡頓的統計功能。當客戶端發生性能問題後，移動分析服務提供實時查看性能分析的統計數據。
• 日誌管理： 支持按關鍵字實時搜索查詢日誌，或經過服務端開關實時控制客戶端日誌上報邏輯。

數據決策

在上一步數據應用的基礎上，能夠與大數據、營銷平臺及推送平臺結合，根據移動分析獲得的埋點數據，經過大數據平臺進行打標、圈人、用戶畫像及建模後，能夠在營銷平臺上發起一次營銷活動，指定活動的類型，活動算法，參與人羣及活動獎品，經過消息推送、數據同步，動態發佈等形式，觸達到客戶端，實現客戶端拉新促活、活動推廣及操做引導的目的。同時結合運營活動的場景需求，造成了一套完整的數字化運營體系，監控一次運營活動的參與人數、活動發放率、覈銷率等，觀察活動的有效性。

mPaaS 技術架構與助力

上面介紹的支付寶內移動端分析方案的技術積累和架構實踐，已經經過 mPaaS 移動開發平臺做爲螞蟻金服金融科技的一部分對外開放。mPaaS(Mobile Platform As A Service)，源於支付寶 App 的移動開發平臺，爲移動開發、測試、運營及運維提供雲到端的一站式解決方案，能有效下降技術門檻、減小研發成本、提高開發效率，協助企業快速搭建穩定高質量的移動 App。

在 mPaaS 移動開放平臺上，咱們將移動分析框架中的本地日誌、埋點、自動化埋點、性能監控、Crash報告、診斷日誌等模塊，做爲一個個獨立的組件來進行輸出。任何一個 App 均可以經過 mPaaS 插件，添加對應的組件，在當前應用中集成這些功能，只須要這樣簡單的操做，就可讓你的應用具備和支付寶同樣強大的移動端分析監控能力。

客戶端集成了這些移動分析相關的組件後，用戶在使用APP過程當中會產生相應的日誌，通過數據採集、數據上報、數據計算等處理後，計算的結果會同步到 mPaaS 移動分析的大盤上展現，包括應用的基礎應用概況、性能穩定數據、流量走向等等，方便開發者實時監控 APP 的概況大盤和穩定性等，實時發現線上問題並修復。

目前，mPaaS 移動開發平臺已經服務了衆多企業，包括螞蟻金服內部的香港支付寶、網商銀行、口碑商家等，同時還有大量的外部螞蟻生態合做夥伴，包括1230六、上海地鐵、廣州地鐵、廣發銀行等。秉承着「給世界帶來小而美的變化」的理念，咱們經過 mPaaS 幫助 12306 這樣的國民級 App 重構了客戶端，使得你們能夠用上一個好的體驗的 App 進行出行購票，用 mPaaS 這樣成熟的底層框架搭建一個 12306 僅須要 2-3 個月的時間。

除了 12306 還有支付寶香港版，廣發銀行手機銀行和發現精彩多個客戶端，一樣在短短几個月的時間內便完成了業務重構。

螞蟻金服ATEC城市峯會·上海

2019年1月4日，一場金融科技的前沿探索之旅——螞蟻金服ATEC科技大會即將起航，你準備好了嗎？小螞蟻爲你們準備了滿滿了攻略福利，等你來拿！瞭解螞蟻金服ATEC科技大會更多信息，記得持續關注小螞蟻（官微：螞蟻金服科技）~~

螞蟻金服金融科技官網：

https://tech.antfin.com/articles/activity/atecshanghai

ATEC科技大會：

螞蟻金服ATEC（Ant Technology Exploration Conference）科技大會是螞蟻金服在中國舉辦的最大的技術盛會，旨在向遍及全球的合做夥伴與技術專業人羣分享新技術的發展趨勢與落地實踐，經過對先進的前沿技術探索與討論，爲世界帶來平等的機會。ATEC大會一直在路上。過去一年，螞蟻金服ATEC科技大會走過杭州、硅谷、新加坡、倫敦等全球金融科技中心城市，以後將會造訪國內各個金融科技中心城市，與當地受衆分享螞蟻金服對金融科技最前沿的洞察。

ATEC科技大會報名方式 & 福利：

本次大會門票採用審覈制。嘉賓填寫我的信息進行報名，報名後3天以內收到報名審覈成功的短信，即爲報名成功。大會報名截止日期爲2018年12月31日24時，額滿即止。

前50位報名嘉賓將會優先審覈經過，先到先得哦~

小螞蟻還爲你們準備了本帳號讀者的專屬福利邀請碼： SF2B3A 

還等什麼，趕忙點擊下方報名連接，小螞蟻期待你的到來~~

ATEC報名連接：

https://alipaytech.mikecrm.com/l6YPW6

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