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如何打造高質量的應用?

內容來源:極客時間「Android開發高手課」
作者;張紹文


今年年初,我去上海蔘加一個移動技術會議,問了很多開發者最近在忙啥。令我非常驚訝的是,大家講的最多的還是使用者體驗和應用質量。特別是出海東南亞的同學,面對一堆512MB記憶體的裝置、無處不在的弱網路流下了無助的眼淚。


除了記憶體優化、弱網路優化,想做一款高質量的應用還遠遠不止這些。一方面,我們面對的環境越來越複雜。過去的iOS開發者可能做夢也想不到,現在也要開始適配螢幕和雙卡雙待了,更不用說Android那多如繁星的機型、廠家和系統。如果你的應用也要出海,那麼還要面對幾十個國家不同的語言、環境。


另一方面,我們的程式碼跟業務也越來越複雜了。先不說大量“年久失修”的歷史程式碼,業務越來越複雜,如何管理好幾十上百個模組?還要面對React Native、Flutter、TensorFlow等各種語言跟框架堆積在一起的情況,再加上覆雜的環境和龐大的系統,想想做一款高質量的應用真的不容易。


從應用交付的流程說起

既然打造一款高質量的應用那麼困難,我們可以先從哪裡入手做些什麼呢?我的方法是把應用當成一件商品,想象一下商品在流水線生產的過程,那麼怎樣在每個步驟做好“質檢”呢?這就要從應用交付的流程說起。

在我看來,一個應用至少會經過開發、編譯CI、測試、灰度和釋出這幾個階段。每個階段需要關注什麼問題呢?

  1. 開發階段。在面試的時候,常常有人說自己熟練掌握各種開發工具。但是,我們真的懂嗎?就拿我們比較熟悉的耗時分析工具Traceview來說,它背後的實現原理是什麼?能不能做一個完全沒有效能損耗的Traceview?或者怎麼樣將它移植到線上使用?
  2. 編譯CI階段。如何防止程式碼不斷地惡化?怎樣進一步優化效能?d8與ReDex有什麼神奇的黑科技?如何利用好Coverity、Infer這些靜態分析工具?這部分可能需要一些編譯原理的知識,你會發現移動開發也有很多值得深入研究的東西。
  3. 測試階段。我們常說敏捷開發,使用者是最好的測試。遇到問題在線上反覆試錯,對自己、對使用者都十分痛苦。我們希望可以做到測試“左移”,儘可能早地發現問題。但是很多時候我們不是不想測試,而是發現測不出什麼問題。那麼怎樣提升實驗室發現問題的能力呢?如何儘可能地模擬使用者的操作路徑?做好測試並不容易,自動化測試結合AI或許可以幫助我們解決一些痛點。
  4. 灰度和釋出階段。動態部署流行起來之後,很多開發變得鬆懈起來。有問題發補丁,一個不行就兩個,兩個不行就十個。怎樣去保證產品質量?很多線上問題概率很低,基本很難復現,比如對於一個印度的使用者,我們希望有一個遠端的聽診器,而不需要把使用者拉到我們的手術檯上。


對照應用的交付流程,我來介紹一下專欄的學習方法。專欄“高質量開發”模組主要對應的是開發階段,你可以帶著實踐過程的困惑去深入學習開發需要的各種武器。專欄“高效開發”模組主要對應編譯CI、測試、灰度和釋出階段,你可以結合實際工作全面提升整個應用交付的效率。另外,我認為一個好的架構可以減少甚至避免團隊出錯,也是打造一款高質量應用非常重要的一環,因此我會在最後的“架構演進”模組和你聊聊如何設計一個好的架構,以及架構該如何選型。


移動APM質量平臺

請你思考一下,在應用交付的這幾個階段中,我們對高質量的目標和實現方式是否一樣呢?開發階段有開發人員,可能希望採集儘可能多的資料;測試階段有測試人員,可能更針對實驗室環境或與競品對比進行測試;灰度和釋出階段可能也有專門的運維人員,策略會相對保守一些。很明顯,不同階段我們對高質量的目標跟手段可能不太一樣。


一個公司有多套質量系統,這在大公司是非常普遍的現象。我們希望有一個統一的平臺,整合應用的人員和開發流程,這就是我們常說APM質量平臺。


APM的全稱是“Application Performance Management”,即應用效能管理。據我瞭解,國內像阿里、騰訊、美團點評、餓了麼、愛奇藝這些公司都在大力投入。Google今年也發力Android Vitals監控,新增了耗電、許可權管理模組。那麼APM質量平臺究竟有著什麼樣的魅力呢?

  1. 統一管理。A同學寫了一個耗時監控工具,B同學寫了一個記憶體監控工具,它們在不同的倉庫,上報格式可能不太一樣,各自都搭了一個簡單的頁面。如果想評估一個應用的質量,總是要去幾個系統彙總資料,想想都費勁。
  2. 統一三端。一個公司可能有多個應用,一個應用也可能有H5、iOS、Android多個端。我們希望它們只是採集資料方式有所不同,上報、後臺分析、展示、報警都是共用的。隨著技術的發展,我們可能會增加React Native、Flutter這些新模組的監控,這個平臺應該是統一演進的。當然我們非常希望業界有一套開源的方案,大家可以一起優化。



那這個質量平臺需要關注哪些問題呢?這需要看我們使用者關心什麼問題。有的問題可能是致命的,像崩潰、卡死、白屏。另一大類問題就是效能問題,安裝包大小、啟動、耗時、記憶體、耗電、流量都是這一個範疇。在這個專欄裡,我並不會教你如何從頭搭建一個APM平臺,我會更期待你掌握背後所需要的知識,它們主要包括:


由於Android版本的碎片化和國內Android生態的亂象,“Android開發者很苦,國內的Android開發者更苦”。11月16日,第一屆安卓綠色聯盟開發者大會在北京召開,會議上推出了應用體驗標準V2.0,裡面也對應用的相容性、穩定性、效能、功能和安全做了詳細的定義。



在極致效能的同時,我們希望能更進一步地打造“綠色應用”。在這個過程中,一個全面而強大的APM質量平臺會是我們堅實的後盾。當然對於大多數中小開發者來說,我們更建議選擇成熟的第三方服務。但深入瞭解它們背後的原理,無論是對我們如何選擇合適的服務,還是日常開發工作都會有很大的幫助。在學習完上面的這些內容之後,你也會覺得其實“效能優化”並不是那麼“高不可攀”,我們也可以慢慢地邁向“效能優化專家”之路。

不過我們需要明確一點,雖然移動APM質量平臺可以幫助我們快速發現和定位問題,但是監控並不能保證實現高質量,這裡最關鍵的永遠是人,而不是系統。為什麼呢?我舉兩個小例子。

你在工作中可能總能遇到這樣的場景,我管它叫反饋問題三連擊:“是我的問題嗎?”“能復現嗎?”“你的測試靠譜嗎?”。雖然通過APM質量平臺可以減少推卸責任,但有些人的做法通常還是發現空指標加一個判空,發現併發問題加一個鎖。這裡的空指標真正原因是什麼?這裡判空了後面的邏輯是否還會執行正常?有沒有更加好的方法或架構可以避免這個問題?我們真正應該反問的是這三個問題,把“質量觀”深入骨髓,真正去想要得到個人成長,深挖背後的原因。

第二個例子是,我發現許多人都在問題無法忍受,或者說是老闆無法忍受的時候才去開啟各種優化專項,但事後又不了了之。我們很多時候都在用戰術的勤奮掩蓋戰略的懶惰,效能優化的關鍵在於如何解決存量問題,同時快速發現增量問題。APM質量平臺只可以協助我們,並不能解決組織內部的心態問題。


總結


看到這裡可能你會有這樣的疑問,我們在小公司根本沒有機會學習到這些東西呀?確實如此,個人與公司一起成長是最快速,也是非常難得的事情,但並不一定人人都會有這樣的機會。從我自己的經驗來看,在搜狗、微信會遇到各種各樣的疑難問題,也可以有很多時間去研究,讓我在解決過程中獲得成長。


幸運的是現在大家都更加樂於去分享,在專欄和技術會議中,我們可以看到很多成熟的解決問題的經驗和思路,在GitHub我們可以找到很多優秀的原始碼。在這個環境下,我們需要耐得住寂寞,多摳一些細節,多深入研究,多停下來總結。


我來分享一個我的故事,2013年初我去面試微信,前面都不太理想,最後還是通過了。後來有一次跟面試官閒聊說起這個事情,他們認為有一件事情打動了他們。2012年的時候,LeakCanary還沒開源,我在使用MAT做記憶體洩漏分析的時候總覺得很不爽。為什麼不能做自動化?為什麼看不到Bitmap的圖片?我當時深入研究了記憶體檔案Hprof的格式,做了幾個小創新:

  1. 實現記憶體的自動化測試。在自動化測試後回到首頁,這個時候獲取應用的記憶體快照。自動分析記憶體中Activity例項,正常情況應該只存在一個,其他都認為是洩漏。為了支援正式包,還做了通過mapping檔案反混淆Hprof檔案的功能。
  2. 檢視圖片。自動將記憶體中重複的圖片、比較大的圖片轉換成PNG格式輸出到檔案。


現在看起來這些功能並不是太難,但如果放到六年前,想到而且能做到的人相信並不多。講這個故事還是希望你能在工作和實踐中多停下來思考,多深入研究一些細節,很多看似不經意的思考和創新,可能在日後發揮更大的價值。


更多內容可看我的專欄「Android開發高手課」,也可加我運營Monica的微信:imonica1010,獲得更多技術技能圖譜。