iOS_APM_(性能监控)_-_数据采集实现调研。APM_监控，包含_系统信息、磁盘、CPU、内存_FSAPMSDK.zip

<!-- TOC depthFrom:1 depthTo:6 withLinks:1 updateOnSave:1 orderedList:0 --> - [一 概述](#一-概述) - [二 系统](#二-系统) - [2.1 设备信息](#21-设备信息) - [2.2 设备硬编码](#22-设备硬编码) - [三 磁盘](#三-磁盘) - [四 CPU](#四-CPU) - [五 内存](#五-内存) - [六 启动时间](#六-启动时间) - [6.1 冷启动](#61-冷启动) - [6.1.1 main() 之前过程](#611-main-之前过程) - [6.1.2 main() 之后过程](#612-main-之后过程) - [七 FPS](#七-FPS) - [八 卡顿](#八-卡顿) - [九 Crash 防护](#九-Crash-防护) - [十 Crash 记录](#十-Crash-记录) - [十一 网络监控](#十一-网络监控) - [11.1 HTTPDNS](#111-HTTPDNS) - [11.2 系统网络](#112-系统网络) - [11.3 流量监控](#113-流量监控) - [待完善功能](#待完善功能) - [参考资料](#参考资料) <!-- /TOC --> ## 一 概述 APM 的全称是 Application performance management，即应用性能管理，通过对应用的可靠性、稳定性等方面的监控，进而达到快速修复问题、提高用户体验的目的。将在以下几个方面对数据进行监控，包括 **CPU 占有率，内存使用情况，磁盘使用情况，FPS，冷启动时间，卡顿，闪退，闪退防护，HTTPDNS，网络流量**等。 此仓库为 APM 数据采集调研产物，主要是对性能监控实现进行了统一封装。其中 SDK 为实现代码，Demo 为调用详情。 ## 二 系统 ### 2.1 设备信息 **实现功能：** - 设备型号 - 设备系统名称 - 设备系统版本 - 设备启动时间 - 设备信息 ### 2.2 设备硬编码 通过设备机器名称（如“iPhone1,1”）硬编码方式输出相关数据。数据来自[维基百科](https://zh.wikipedia.org/wiki/IOS%E8%AE%BE%E5%A4%87%E5%88%97%E8%A1%A8#iPhone_%E5%9E%8B%E8%99%9F)以及[theiphonewiki](https://www.theiphonewiki.com/wiki/List_of_iPhones)。 **实现功能：** - 设备名称 - CPU 名称 - CPU 频率 - 协处理器名称 - 电池容量 - 电池电压 - 屏幕尺寸 - 屏幕 PPI ## 三 磁盘 **实现功能：** - 磁盘总空间 - 磁盘使用空间 - 磁盘可用空间 - 文件大小 - 目录大小 ## 四 CPU > 任务（task）是一种容器（container）对象，虚拟内存空间和其他资源都是通过这个容器对象管理的，这些资源包括设备和其他句柄。严格地说，**Mach** 的任务并不是其他操作系统中所谓的进程，因为 **Mach** 作为一个微内核的操作系统，并没有提供“进程”的逻辑，而只是提供了最基本的实现。不过在 BSD 的模型中，这两个概念有1：1的简单映射，每一个 BSD 进程（也就是 OS X 进程）都在底层关联了一个 Mach 任务对象。 上面引用的是《OS X and iOS Kernel Programming》对 Mach task 的描述，Mach task 可以看作一个机器无关的 thread 执行环境的抽象一个 task 包含它的线程列表。内核提供了 `task_threads` API 调用获取指定 task 的线程列表，然后可以通过 `thread_info ` API 调用来查询指定线程的信息。 `task_threads` 将 `target_task` 任务中的所有线程保存在 `act_list` 数组中，数组中包含 `act_listCnt` 个条目。 `thread_info` 查询 `flavor` 指定的 thread 信息，将信息返回到长度为 `thread_info_outCnt` 字节的 `thread_info_out` 缓存区中， **代码实现：** ``` objective-c #import <mach/mach.h> #import <assert.h> + (CGFloat)appCpuUsage { kern_return_t kr; task_info_data_t tinfo; mach_msg_type_number_t task_info_count; task_info_count = TASK_INFO_MAX; kr = task_info(mach_task_self(), MACH_TASK_BASIC_INFO, (task_info_t)tinfo, &task_info_count); if (kr != KERN_SUCCESS) { return -1; } thread_array_t thread_list; mach_msg_type_number_t thread_count; thread_info_data_t thinfo; mach_msg_type_number_t thread_info_count; thread_basic_info_t basic_info_th; // get threads in the task kr = task_threads(mach_task_self(), &thread_list, &thread_count); if (kr != KERN_SUCCESS) { return -1; } long total_time = 0; long total_userTime = 0; CGFloat total_cpu = 0; int j; // for each thread for (j = 0; j < (int)thread_count; j++) { thread_info_count = THREAD_INFO_MAX; kr = thread_info(thread_list[j], THREAD_BASIC_INFO, (thread_info_t)thinfo, &thread_info_count); if (kr != KERN_SUCCESS) { return -1; } basic_info_th = (thread_basic_info_t)thinfo; if (!(basic_info_th->flags & TH_FLAGS_IDLE)) { total_time = total_time + basic_info_th->user_time.seconds + basic_info_th->system_time.seconds; total_userTime = total_userTime + basic_info_th->user_time.microseconds + basic_info_th->system_time.microseconds; total_cpu = total_cpu + basic_info_th->cpu_usage / (float)TH_USAGE_SCALE * kMaxPercent; } } kr = vm_deallocate(mach_task_self(), (vm_offset_t)thread_list, thread_count * sizeof(thread_t)); assert(kr == KERN_SUCCESS); return total_cpu; } ``` **实现功能：** - CPU架构 - CPU核数 - 系统CPU使用率 - 当前应用CPU使用率 **注意：由于安全性考虑，苹果已经禁止访问内核变量来获取 CPU 频率。现实现方法是通过硬编码方式获取 CPU 频率，新机发布需更新。** ## 五 内存 `mach_task_basic_info` 结构体存储了 Mach task 的内存使用信息，其中 `resident_size` 就是应用使用的物理内存大小，`virtual_size` 是虚拟内存大小。 与获取 CPU 占用率类似，在调用 `task_info` API 时，`target_task` 参数传入的是 `mach_task_self()`，表示获取当前的 Mach task，另外 flavor 参数传的是 `MACH_TASK_BASIC_INFO`，使用这个类型会返回 `mach_task_basic_info` 结构体，表示返回 `target_task` 的基本信息，比如 task 的挂起次数和驻留页面数量。 **代码实现：** ``` objective-c + (unsigned long long)getAppRAMUsage { struct mach_task_basic_info info; mach_msg_type_number_t count = MACH_TASK_BASIC_INFO_COUNT; kern_return_t kr = task_info(mach_task_self(), MACH_TASK_BASIC_INFO, (task_info_t)&info, &count); if (kr != KERN_SUCCESS) { return 0; } return info.resident_size; } + (fs_system_ram_usage)getSystemRamUsageStruct { vm_statistics64_data_t vmStats; mach_msg_type_number_t infoCount = HOST_VM_INFO_COUNT; kern_return_t kr = host_statistics(mach_host_self(), HOST_VM_INFO, (host_info_t)&vmStats, &infoCount); fs_system_ram_usage system_memory_usage = {0, 0, 0}; if (kr != KERN_SUCCESS) { return system_memory_usage; } system_memory_usage.used_size = (vmStats.active_count + vmStats.wire_count + vmStats.inactive_count) * vm_kernel_page_size; system_memory_usage.available_size = (vmStats.free_count) * vm_kernel_page_size; system_memory_usage.total_size = [NSProcessInfo processInfo].physicalMemory; return system_memory_usage; } ``` **实现功能：** - 系统总内存 - 系统使用内存 - 系统可用内存 - 当前应用内存使用量 ## 六 启动时间 ### 6.1 冷启动 t（App总启动时间） = t1（main()之前的加载时间）+ t2（main()之后的加载时间） #### 6.1.1 main() 之前过程 t1 = 系统先读取App的可执行文件（`Mach-O` 文件），从里面获得 `dyld` 的路径，加载 `dyld`，`dyld` 去初始化运行环境，开启缓存策略，加载程序相关依赖库（其中也包含我们的可执行文件），并对这些库进行链接，最后调用每个依赖库的初始化方法，在这一步， `runtime` 被初始化。当所有依赖�