作者：元泊

前言

作為移動端的研發同學，你是否也曾陷入這樣的困境：用户在應用商店留下了一星差評，抱怨“App 用起來很卡”或者“支付時閃退了”，但無論你在測試環境如何操作，都無法復現問題？面對着從海量日誌中撈出的、可能毫無關聯的信息，以及一個孤立的、缺少上下文的崩潰堆棧，排查問題就像在濃霧中“盲人摸象”，耗費了數天時間，最終卻只能提交一個基於猜測的修復。

為了提升這種低效的排查模式，我們進行了 iOS 數據採集與關聯方向的探索，並進行了產品化的實踐。它可以站在每一位真實用户的視角，把應用的性能指標、錯誤日誌和用户行為等數據串聯起來，提升您的問題排查效率。

iOS 數據採集簡介

為了能夠把應用性能指標、錯誤日誌、用户行為等串聯起來，SDK 需要具備體系化的數據採集與分析能力。SDK 的核心數據採集能力覆蓋以下幾個方面：

• 用户會話軌跡： SDK 會記錄用户的完整的操作軌跡，並與相關的事件進行關聯。當問題發生時，通過會話軌跡可以回溯用户的操作路徑、API 調用和資源加載情況。
• 性能指標： 對影響用户體驗的關鍵鏈路進行監控測量，包括：應用啓動耗時、頁面加載耗時、網絡請求耗時、網絡請求成功率、頁面卡頓率等。
• 異常與穩定性監控： 能夠自動捕獲應用觸發的各類異常，包含：Mach 內核異常，Objective-C 異常，Swift 異常，C/C++ 異常等。
• 自定義數據上報： 除了標準的性能和異常數據外，還支持業務根據自身需求上報自定義事件與日誌，將用户行為與業務指標相結合，賦能更深層次的產品分析與角色。

數據採集架構和實現

為了有效應對以上挑戰，SDK 通過一個輕量化、模塊化的架構，對應用的不同階段進行 hook 和監聽，以實現應用性能和穩定性的監控。

• 公共接口層： 提供對外公開的 API，用户通過 API 與 SDK 進行交互。
• SDK 管理層： 管理 SDK 的各個模塊，SDK 的啓停等。
• 數據採集等： 管理各個數據採集模塊，實現數據採集細節，各個數據模塊實現隔離。
• 基礎核心層： 支撐整個 SDK 的運行，提供時間同步，數據處理，配置管理等能力。

在基礎核心層，SDK 為了統一各個端的實現，以及性能的考慮，使用 C 實現了獨立的跨平台數據處理和跨平台配置管理模塊，使多端保持一致的數據持久化、數據發送、數據序列化、配置拉取和管理等邏輯。

在數據採集層，為了高效、精準、無侵入地採集各類事件，SDK 基於 Method Swizzling 技術和 iOS 系統平台特性與框架能力，構建了多樣化的採集方案。並針對不同的場景和數據類型，分別採用合適的技術手段，主要包含：

• 基於 Method Swizzling 的網絡等數據採集。
• 基於系統特性與框架能力的數據採集。
• 崩潰異常數據的採集。

基於 Method Swizzling 的數據採集

iOS 開發的主要語言是 Objective-C 和 Swift，提到 Method Swizzling 技術離不開 iOS 的 ObjC 運行時。ObjC 是一門動態語言，在運行時間會對變量的數據類型檢查，同時根據函數名查找要調用的函數。這種特性使得 ObjC 變得比較靈活，SDK 可以在程序運行時動態修改一個方法的實現，從而達到數據採集和埋點插樁的目的。

Method Swizzling 被稱為動態方法交換技術，用於改變一個已經存在的 selector 實現。基於此技術，SDK 可以在程序運行時，通過改變 selector 所在 Class 的 method list 的映射，從而改變方法的調用，本質上是交換兩個方法的 IMP。

通過以上方式，SDK 支持：

• 網絡請求數據採集： 支持性能數據，狀態碼，錯誤原因，端到端鏈路打通等數據的採集。通過 Method Swizzling，SDK 對實現了對 URLSession 和 URLConnection 等網絡庫的無侵入數據採集。
• 頁面數據採集： 支持頁面加載耗時，頁面狀態變化等數據的採集。
• Action 數據採集： 支持 UITableView、UITableView 等控件的點擊事件採集。
• WebView 數據採集： 結合 web 探針，支持了應用內置 H5 頁面數據的採集，包含：網絡資源請求，頁面和路由切換，js 異常等。

基於系統特性與框架能力的數據採集

除了 Method Swizzling 之外，SDK 還利用系統特性和框架的標準 API 來採集應用在運行時的關鍵事件。

如上圖所示，是 iOS 應用從啓動到終止過程（包含前後台切換），系統通過事件通知中心對外暴露的事件狀態變化。SDK 通過註冊這些事件完成應用狀態事件的採集。

為了準確採集應用的狀態變化，SDK 按照不同的場景，分別對不同的事件進行處理：

• 應用進入到前台事件：SDK 會對 willEnterForeground 和 didBecomeActive 事件處理。
• 應用進入到後台事件：SDK 會對 willResignActive 和 didEnterBackground 事件處理。

為了統一的監控這些事件，SDK 提供了 AppLifeCycle 類對這些事件進行管理，簡化事件處理的同時也能保證調用時序。除此之外，SDK 還對 RunLoop 進行了監聽，通過檢查 RunLoop 運行狀態，實現卡頓監控事件的採集等。

通過以上方式，SDK 支持：

• 應用啓動耗時採集：支持應用冷啓動、熱啓動耗時指標採集。
• 卡頓事件採集：支持卡頓事件的採集，同時支持耗時堆棧的提取。
• 網絡狀態的採集：支持網絡類型的採集。

崩潰異常數據的採集

SDK 崩潰數據的採集能力基於業界知名的 KSCrash 框架開發。KSCRash 是一款強大的 iOS 崩潰報告庫，其核心優點是“崩潰安全”，確保處理過程自身穩定可靠。它能全面捕獲 Mach、C++、OC 等多種致命錯誤，生成包含所有線程堆棧和豐富上下文的詳盡報告，極大提升開發者定位問題的效率。KSCrash 的工作流程主要分為下面五個部分：

• 核心功能模塊：協調各個模塊工作，實現異常捕獲的核心邏輯。
• 監控系統：管理和協調各類異常監視器，全面捕獲不同類型的異常。
• 報告系統：生成詳細的崩潰報告，進行本地存儲和數據過濾。
• 配置系統：按需配置框架的行為。
• 安裝系統：處理框架的安裝流程，崩潰報告的發送工作。

基於 KSCrash，SDK 支持：

• Mach、C++、OC、Signal 等類型的崩潰捕獲。
• 基於 KSCrash 的堆棧捕獲能力，支持卡頓耗時堆棧的讀取。

結語

阿里雲 RUM SDK 作為一款性能體驗監控採集工具，可以作為輔助 App 運維的強有力助手，提升您的問題排查效率。您可以參考接入文檔（https://help.aliyun.com/zh/arms/user-experience-monitoring/mo...）體驗接入 iOS SDK。相關問題可以加入“RUM 用户體驗監控支持羣”（釘釘羣號： 67370002064）進行諮詢。

您也可以參考以下文檔體驗接入 Android、Harmony SDK：

Android：https://help.aliyun.com/zh/arms/user-experience-monitoring/mo...

HarmonyOS：https://help.aliyun.com/zh/arms/user-experience-monitoring/mo...

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