干货|一款实用iOS云真机的技术架构是如何搭建的?
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2021-6-11
摘要:
友盟+搭载在U-APM应用性能监控平台上的云真机服务,为移动开发者提供了灵活地测试操作!

目前,市场上有很多App支持iOS9iOS10,一旦在这些低版本的机器出现兼容性问题时,想找一台手机来debug就是一件非常难的事,而且iOS系统的分辨率也越来越多,无论是自动化还是日常的兼容性,都需要有更全面的机型去做兼容性测试。


对移动开发者来说,无论是开发、调试、测试、还是上线前后检验效果,都离不开测试机,甚至是产品、运营和客服,也时不时需要使用真机进行产品体验、产品运营。传统渠道上,开发者只能通过采购设备满足各部门测试需求。然而随着业务的发展,这种方式的缺陷越来越凸显:稀缺机型抢手、设备数量不足、费用高企、资源利用率不高等。


我们在调研了业界的诸多云真机解决方案后,发现大家尤其是对iOS端支持得不好,并且收费也相对较高。历经数个版本的迭代后,友盟+推出了搭载在U-APM应用性能监控平台上的云真机服务,为移动开发者提供了灵活地测试操作界面,支持ADB调试、WEB远程调试、扫码、抓包、虚拟定位等测试功能,并提供了测试报告供开发者后续查看。尤其是在iOS支持上做的非常细致和用心。


·   在屏幕画面方面,友盟+云真机高端机能有15帧左右的比较流畅的高画质屏幕传输,并且是秒开、超级省流量。


·   在用户体验方面,一系列快捷设置如安装ipa、键盘输入、从电脑直接粘贴内容到手机、一键web调试等急速使用


·   在Mac主机方面,一台i5 mac mini能支持同时接入20台手机

云真机背后的技术架构揭秘


基本和openSTF类似,mini作为providerprovider去管理手机和处理与云端服务器之间的消息,连接到云端服务器,云端服务器能够支持Nprovider接入,并且自身能很容易地去做扩展,而云端服务器则负责分发消息,与做一些websocket服务的代理转发,前端则直接对接云端服务器。

云真机核心驱动


这部分基于阿里巴巴强大的技术能力完全自研,不基于WDA,也不基于开源产品,现在市面上很多iOS云真机都会基于WDA或者其他的开源自动化测试框架去做的,可是这些框架的设计初衷并不是做云真机,会引入了很多开发不需要的功能模块。我们希望云真机核心驱动部分,能尽量轻量,而且稳定。整个核心驱动部分,最主要分为屏幕捕获、模拟控制、辅助功能接口。

屏幕捕获


苦于苹果的限制,这一点是最难突破,我们也有尝试过很多方案。 例如:idevicescreenshot,帧率太低了,而且通过逆向发现iOS系统中的ScreenShorter 不接受任何宽高、图片质量、图片格式的参数,这个方法在iPhoneX之类的高分辨率的机器,截图会更慢,只有1-2帧。


而比较流行的iOS-minicap方案,这个方案虽然能非常非常高效地实时获取到屏幕内容,但这个方案最大的缺点就是1mac只能提供到1iPhone的实时屏幕流,成本实在太高,我们也有尝试过破解MacCoreMediaIO


framework的iOSScreenCapture协议 (iOS-minicap就是调用了系统提供的iPhone录屏接口,由AVFoundationCoreMediaIO提供的),我们还有尝试过把整个Mac虚拟化去做隔离,让同一个物理机使用多个iOS-minicap,但这些种种方案,最终都以失败告终。


最终方案是,在XCUITest中是使用私有API去截图,这个私有API能最高能达到15帧左右,基本能满足我们的需求了,再把每一帧编码成视频流,从而节省流量。 可以感受一下jpg截图与视频流的流量大小对比:

XS Max为例,每一帧都平均在90K左右,每一帧的数据传输截图:

与图片对比,肉眼可见的同等画质下的,当编码成视频流后,一样的机型,用相同的操作和相同的画面去对比,视频流所需的带宽非常小。

最重要的是,视频流能节省的不仅仅是服务器出口的流量,还能减轻usbmuxdcpu资源占用。usbmuxd 当前是单进程的,只能使用单个cpu的核心,很容易到达瓶颈,对此我们还有一个改造就是把usbmuxd改成能充分使用cpu的每一个核心,提高整个mac的硬件使用率,这部分,我们以后在单独写文章介绍。

模拟控制


相对于屏幕获取,点击事件倒是简单很多,可以参考WDA,直接使用XCUITest的私有API触发就可以。 而消息格式则是沿用回openSTF的格式,provider收到之后直接转发给XCUITest。这里的重点是使用长连接去与provider做数据交互,而不是HTTP,从而提高整个链路的响应速度。

开发者应用场景

错误排查:复现用户错误进行排查修复,测试报告涵盖错误捕获信息

网络抓包:对手机的网络行为进行监控测试,排查网络、安全相关等问题

页面调试:一键调试,操作体验可以与Chrome Devtools相媲美

虚拟定位:支持全球高精度虚拟定位,实时模拟设备地理位置验证问题

ADB远程:连接ADB,使用IDE或者命令行的方式进行Android远程调试

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