MetricKit 中的新增功能

利用 MetricKit 可以快速检测功率和性能衰退问题，并对 app 进行故障排除。了解 app 最新可跟踪的指标，包括CPU指令，动画故障和退出原因。并了解有关 MetricKit 的诊断信息，从而帮助你解决挂起，崩溃和磁盘写入问题。

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（MetricKit 中的新增功能）大家好我叫 Phil Azar 我是电源和性能工具团队的软件工程师今天我很高兴能够和大家分享 iOS 14 中 MetricKit 的新增功能 App 是软件体验的关键部分 App 用户与日俱增如果 App 在电池续航时间和性能方面表现出色用户满意度就会提升并有助于营造良好的软件综合体验我们的团队致力于为你提供强大的工具从电池续航时间和性能方面改进你的 App 去年我们引入了许多这样的工具来帮助你实现这一目标 MetricKit 就是其中之一它是一个用于收集电量和性能指标的设备内框架今天我很高兴与大家分享 MetricKit 下一个版本的新功能首先我们将简要回顾一下如何使用 MetricKit 其次我们将讨论一些强大的新指标和诊断然后我们将对这些新接口进行深入探讨最后我们会做一个简短的总结

让我们先回顾一下现有的 MetricKit 是如何使用的 MetricKit 是一个从零开始设计的框架旨在提供开发周期各个阶段的数据而通常在这些阶段中你无法直接获得用户或 App 运行设备的数据包括 TestFlight 等外部 beta 测试阶段或者在 App Store 发布后这意味着对于开发者来说 MetricKit 是一款功能强大的工具如果在这些阶段善用此工具就能从大量用户中获得 App 性能的真实数据并可以帮助你找出性能回归的趋势和模式要使用 MetricKit 你需要遵循三个简单的步骤第一步是将 MetricKit 框架链接并导入到你的代码中

第二步是实例化一个我们称之为 MetricManager 的共享实例它是一个类是你与这个框架的接触点

最后你需要实施既有的订户委托协议以便开始从框架接收指标这是上述步骤的代码示例在本例中我们实施了一个名为 MySubscriber 的自定义类以帮助保持代码的整洁在链接 MetricKit 框架之后我们让这个新类遵循订户协议实例化一个 MetricManager 共享实例并为 metricManager 添加新自定义类的引用

我们还建议在反初始化时删除自定义类的引用

完成此操作后最后一步是实施 didReceive 协议方法这样你就可以接收指标报告

让我们回顾一下系统是如何通过 MetricKit 聚合这些报告并将其交付给 App 的一天当中操作系统会在 App 使用过程中被动聚合性能数据为保护用户隐私这些数据都是匿名的在一天结束时这些数据被汇总成一个 24 小时报告我们称之为 MetricKit 报告指标报告由 MetricKit 接口强类型化让我们看看报告中包含哪些类型的数据 MetricKit 报告包含各种数据包括启动时间、CPU 时间、内存等等这是我们选取的一个 MetricKit 报告并已转换为人类可读的格式这让我们更容易看到数据被划分为三种类型的聚合累计、平均和分段数据在后处理中这些数据非常有用可以帮助识别 App 每个版本的性能回归并且可以与本地上下文结合使用以解决具有挑战性的问题然而在某些领域我们现有的指标可能不足以充分描述回归问题的特征

让我们来看一个常见的例子：我们的启动性能数据这里我们看到冷启动的数量即 App 在内存中没有任何资源的情况下从头启动的数量远远超过了 App 恢复运行的数量在典型的性能良好的 App 中恢复运行的数量应该远多于启动的数量这里似乎有些不对劲另一个常见例子是累计 CPU 时间请注意我们的累计 CPU 时间远远小于累计前台时间这似乎是一件好事但尚不清楚此工作水平表明性能下降还是改进因为 CPU 时间受时钟频率的限制作为开发人员我们的第一反应可能是更精确地进行量化而目前来看这不是一个简单的问题这方面明显需要改进我们需要更多的细节才能更深入地研究这些问题今年有了 MetricKit 2.0 我们将为你提供一些新指标我们认为这些指标将帮助你更深入地研究这些常见问题案例我们的团队经过不懈努力扩展出了一个指标子集帮助你进一步了解 App 的工作负载性能和稳定性其中包括 CPU 指令滚动故障和 App 退出我们先来回顾一下 CPU 指令 MetricKit 中的 CPU 指令是 MXCPUMetic 类的新成员此指标总结了 App 每日累计的退役指令 CPU 指令是 App 在 CPU 上所做工作的绝对指标它不受硬件和频率的影响这将使你能够更精确地量化 App 的总工作负载接下来让我们谈谈滚动故障滚动故障是我们今年推出的一项新指标可帮助你深入了解 App 的图形性能滚动故障是指滚动过程中完成渲染的画面没有按预期时间在屏幕上显示这通常会导致丢帧用户会明显感觉到动画不流畅在 MetricKit 中我们通过 UIScrollView 为你提供 App 出现滚动故障与正常滚动所用时间的比率

为了更深入地了解故障的技术细节我建议你观看我们今年的讲座内容涵盖滚动故障以及如何使用 XCTest 指标来度量这些故障最后但同样重要的是我们提供了 App 退出原因今年我们将提供 App 退出和终止相关的指标你将收到一份每日摘要其中包括 App 在前台和后台退出的原因和次数我们认为这将有助于追踪与 App 启动和使用后台运行时框架相关的常见问题为了更深入地了解如何利用这些指标并采用最佳实践我鼓励大家观看我们今年关于 App 终止的讲座题为《为什么我的 app 被终止了？》（为什么我的 app 被终止了？）这些就是我们今年的新指标我们认为当你在 MetricKit 数据中观察性能回归问题时这些指标会为你提供更多确定性依据让我们更仔细地回顾一下指标报告并将重点放在一个我们仍然无法确定原因的领域在 App 挂起持续时间直方图中我们看到了一些值得警惕的条目可能会严重干扰用户体验就目前来看这绝对是一个性能回归问题但仅凭指标我们尚无法确定根本原因我们需要一些其他诊断数据例如挂起时的回溯以便解发生了什么情况这就把我们带到了今年 MetricKit 推出的下一个重要功能它将帮助你更深入地了解性能回归的另一个类 MetricKit 诊断 MetricKit 2.0 将提供一个新的接口让你能够有针对性地获得诊断信息这些诊断信息可以作为各类型回归的行动依据包括挂起、崩溃磁盘写入异常和 CPU 异常

要在 MetricKit 2.0 中接收诊断信息你需要做的就是实施一个新的 MetricManagerSubscriber 协议方法就是这么简单！这个新协议看起来几乎与去年 didReceive 指标报告的委托方法相同我们相信你们中的许多人能够利用已经为 MetricKit 构建好的相同流程然而这个协议不仅看起来相似它的运作方式也是一样的从语义上看 MetricKit 诊断与 MetricKit 指标的运作方式几乎相同如果我们再看一下刚才的时间线随着 App 在一天中的使用除了指标数据 MetricKit 系统现在还会被动地收集使用过程中出现的回归相关诊断信息然后系统将它们汇总成并行的每日诊断报告可与您的每日指标报告一起使用现在如果你看到指标出现回归问题例如挂起而又存在与指标报告一同生成的诊断报告那你就可以进行参照对比该诊断报告直接一对一地映射到与其并行的指标报告让我们换个角度更深入地了解这个新接口并熟悉它的功能新的诊断接口与旧的指标接口相仿而且我们有以下的新基类： MXDiagnostic 是所有诊断都从中继承的基类 MXDiagnosticPayload 是包含当天所有诊断信息的载体类 MXCallStackTree 是一个新的数据类包含了回归时间回溯供设备外使用 MXDiagnostics 包含在 MXDiagnosticPayload 中它含有回归发生时的 App 元数据例如具体版本和按诊断分列的数据

按诊断分列的数据是我们今年针对每个诊断子类提供的特有数据子集 MXCallStackTree 是贯穿始终的一个类

MXCallStackTree 是我们提供的一个新数据类它包含了回归发生时的回溯这些回溯是未符号化的旨在用于设备外处理它们将为你提供一组丰富的信息帮助你诊断和捕捉回归问题的本质

下面是这些 callStackTree 转换为人类可读的 JSON 之后的一个示例我们可以看到用 ATOS（自动调优系统）这样的工具来符号化单个帧所需的一切都已具备这包括二进制信息如 UU ID、偏移量和名称以及帧地址

这些新的 callStackTree 数据结构具有高度的可移植性我们今年推出的其他性能工具中也有用到（使用电源和性能 API 识别趋势）如需了解更多信息敬请观看我们关于新的电源和性能 API 的讲座正如我们前面所说今年我们将推出一组 MXDiagnostic 的四个新子类挂起、CPU 异常、磁盘写入异常和崩溃现在让我们看一下每个新的诊断子类中包含的独特数据从挂起开始挂起这一回归问题是指 App 对用户输入长时间无反应这是因为 App 的主线程被阻塞或繁忙通过 MetricKit 接口提供的挂起诊断将记录 App 主线程无响应的时间以及主线程的回溯接下来是 CPU 异常在 Xcode Organizer 中也被称为能耗日志这些诊断将包含 CPU 使用时间 CPU 高利用率期间的总采样时间以及占用 CPU 时间的线程回溯 CPU 异常诊断与指标报告结合使用可以发挥强大的优势能够帮助识别不容易重现的回归问题接下来我们看看磁盘写入磁盘写入异常诊断与 CPU 异常诊断非常相似每个诊断将包含导致异常的写入总数以及导致过量写入的线程回溯当 App 突破每天 1 GB 的阈值时系统就会生成这类诊断最后但同样重要的是崩溃诊断今年我们很荣幸地宣布 MetricKit 将为大家提供 App 崩溃诊断每次 App 崩溃时系统都会通过 MetricKit 诊断接口向你提供 MXCrashDiagnostic 其中包含异常信息、终止原因错误访问导致崩溃时的虚拟内存区域信息以及回溯总而言之 MetricKit 诊断是一个强大的新工具可以让你在真实的客户用例中找到回归问题的根本原因最后让我们总结一下今天所讲的内容 MetricKit 2.0 包含了许多新功能可以帮助你将优化工作推向新的高度我们提供了新的指标让你更深入地了解你的客户和 beta 测试群体中发生的回归问题我们还将提供有针对性的诊断使你能够在这些群体中捕捉难以再现的回归问题最后对于你们而言获得这些功能的代价极低因为这些新功能所需的接口极易实施或者所需接口已经存在（用 Xcode Organizer 诊断性能问题）今年我们推出了大量精彩的新内容还有很多有用的旧内容我鼓励大家进一步了解（使用 XCTEST 消除动画故障）再次感谢你的收看祝您在 WWDC 2020 度过愉快的时光

2:11 - Using MetricKit

import MetricKit

class MySubscriber: NSObject, MXMetricManagerSubscriber {
    
    var metricManager: MXMetricManager?
    
    override init() {
        super.init()
        metricManager = MXMetricManager.shared
        metricManager?.add(self)
    }
    
    override deinit() {
        metricManager?.remove(self)
    }
    
    func didReceive(_ payload: [MXMetricPayload]) {
        for metricPayload in payload {
            // Do something with metricPayload.
        }
    }
    
}

8:14 - Adopting MetricKit Diagnostics

func didReceive(_ payload: [MXDiagnosticPayload]) {
    for diagnosticPayload in payload {
        // Consume diagnosticPayload.
    }
}

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