京东mPaaS移动日志建设与应用

发表于 2年以前  | 总阅读数:212 次

引言

移动操作系统为开发者提供了功能丰富的日志组件,比如说Android Studio 中的Logcat窗口会显示系统消息,例如在进行垃圾回收时显示的消息,以及使用Log类添加到应用的消息, 能够辅助开发者进行高效的开发工作。然而在生产环境中,当用户(或者老板)反馈一些问题,又比较冷僻难以复现的时候(不是Crash),常常就会陷入一筹莫展的境地。此时,借助线上异常数据实时上报,我们只能是祈祷用户网络环境通畅,能够及时把异常数据第一时间上报上来,然而这种做法并不能保证我们永远那么幸运。

于是,我们需要研制一款性能较高的移动日志系统来解决我们当下的难题,该系统能具备日志信息完整、性能损耗低、轻量级(体积)、精确回捞的特点。接下来介绍一下移动日志系统的研发历程。

设计方案

移动日志系统使用了Linux系统中提供的mmap作为日志文件的载体,目前业内流行的XLOG日志组件、MMKV、美团Logan均采用了此方案,其最大的优势就是高效I/O、低损耗、跨进程 等优势,接下来引入下mmap的基本介绍。

01 什么是mmap?

操作系统分为内核态和用户态两种运行模式:

内核态(Kernel MODE)能够运行操作系统程序 用户态(User MODE)能够运行用户程序

用户态(即应用程序)是不能直接对物理设备进行操作的(Ps:对物理设备进行操作,即对设备的物理地址写数据)。如果想读取硬盘上的某一段数据通常都需要经过 硬盘->内核->用户,即数据需要经历两次拷贝,效率十分低下。为了解决这样的问题,内存映射的概念出现了:内核映射即mmap,mmap将设备的物理地址映射到进程的虚拟地址,则用户操作虚拟内存时就相当于对物理设备进行操作了,减少了内核到用户的一次数据拷贝,从而提高数据的吞吐率。

在LINUX中可以使用mmap用来在进程虚拟内存地址空间中分配地址空间,创建和物理内存的映射关系 :

当使用mmap映射文件到进程后,就可以直接操作这段虚拟地址进行文件的读写等操作,不必再调用read,write等系统调用。但需注意,直接对该段内存写时不会写入超过当前文件大小的内容。

总之,mmap区别于以往的文件读写,具备以下几个优点:

  • 减少了数据的拷贝次数,用内存读写取代I/O读写,提高了文件读取效率
  • 实现了用户空间和内核空间的高效交互方式。两空间的各自修改操作可以直接反映在映射的区域内,从而被对方空间及时捕捉
  • 提供进程间共享内存及相互通信的方式。不管是父子进程还是无亲缘关系的进程,都可以将自身用户空间映射到同一个文件或匿名映射到同一片区域。从而通过各自对映射区域的改动,达到进程间通信和进程间共享的目的
  • 同时,如果进程A和进程B都映射了区域C,当A第一次读取C时通过缺页从磁盘复制文件页到内存中;但当B再读C的相同页面时,虽然也会产生缺页异常,但是不再需要从磁盘中复制文件过来,而可直接使用已经保存在内存中的文件数据
  • 可用于实现高效的大规模数据传输。内存空间不足,是制约大数据操作的一个方面,解决方案往往是借助硬盘空间协助操作,补充内存的不足。但是进一步会造成大量的文件I/O操作,极大影响效率。这个问题可以通过mmap映射很好的解决。换句话说,但凡是需要用磁盘空间代替内存的时候,mmap都可以发挥其功效

02 mmap的使用

对于移动端日志采集SDK来说,主要进行的工作就是将用户写入的数据保存到文件中,在这个过程中涉及到在native层调用mmap函数实现在进程虚拟内存地址空间中分配地址空间,创建和物理内存的映射关系。

接下来介绍一下Linux系统中mmap机制的使用流程:

mmap函数

  • 函数声明
void* mmap(void* __addr, size_t __size, int __prot, int __flags, int __fd, off_t __offset);
  • 返回值说明

成功执行时,mmap()返回被映射区的指针。失败时,mmap()返回MAP_FAILED[其值为(void *)-1],error被设为以下的某个值:

EACCES:访问出错
EAGAIN:文件已被锁定,或者太多的内存已被锁定
EBADF:fd不是有效的文件描述词
EINVAL:一个或者多个参数无效
ENFILE:已达到系统对打开文件的限制
ENODEV:指定文件所在的文件系统不支持内存映射
ENOMEM:内存不足,或者进程已超出最大内存映射数量
EPERM:权能不足,操作不允许
ETXTBSY:已写的方式打开文件,同时指定MAP_DENYWRITE标志
SIGBUS:试着访问不属于进程的内存区
  • 参数说明

mmap在移动端代码中的使用

 //用于写入文件的缓存Buffer
    static unsigned char *_buffer = NULL;
    // mmap缓存文件的大小
    static int mmap_cache_file = 100*1024;

    void init() {
      //第一步: 根据设置的缓存位置生成用于映射的文件
      makedir_mmapfile(cache_path);
      //第二步:打开缓存文件
      int fd = open(cache_path, O_RDWR | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IWGRP);
      //mmap映射的文件的判断
      if(fd != -1) {
         ......
        //第三步:mmap映射文件到buffer内存中
        _buffer = (unsigned char *) mmap(0, size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
      }
      //第四步:关闭文件句柄
       close(fd);
    }

    //第五步:操作mmap内存读写
    void write(....) {
      // 将要写入的数据封装,压缩和加密
      data_zlib_compress();

      //将mmap的缓存写入到文件中
      fwrite(_buffer, sizeof(char), _buffer.length, dest_file);
      fflush(dest_file);

      // 文件大小变化等相关操作
      update();
    }

日志写入的流程

03 移动日志系统架构介绍

客户端日志SDK为开发者提供日志的打印,主要是将在线上运行期间产生的日志写入文件中,根据开发者的需要捞取指定的日志,为开发者解决线上问题提供助力。我们设计了满足基本功能的系统,架构如下图所示:

04 客户端日志SDK介绍

日志SDK的架构如图展示,可以分为如下三层,每一层解决了不同的业务场景。

日志SDK在底层使用了流式压缩加密操作,在接收到写入的日志数据,先将数据进行压缩操作,然后再进行加密操作,整个过程中都是流式操作,避免了CPU峰值,减少对CPU性能负担。在具体的实现中引入了MMAP机制解决了日志丢失问题,使用AES进行日志加密确保日志安全性。

日志SDK通过服务端下发的策略进行本地日志的动态上报,这里我们可以通过定时的拉取最新的策略,或者通过push通道更新本地的策略,再或者提供上报接口,在用户的反馈中,让用户将日志数据上报上来。当前在下发的策略中我们进行了大量的自定义,对文件的大小,缓存时长,日志的写入等级等相关的设置进行下发操作,实现应用初始化后,筛选过滤,只将我们需要的日志写入到文件中,为开发者使用。

日志SDK根据策略将指定的日志文件上传到指定的服务器上,这个服务器将对上传的日志进行解压和解码操作,将日志文件还原成原始的输入数据,具体的流程可以参考下面的业务流程。

日志SDK业务流程

日志SDK在的业务流程如下图所示,根据服务端配置的策略,采集指定的日志并进行数据的压缩加密等操作,然后主动将本地日志文件上传到中转服务,将上传结果等相关信息同步到信息展示的服务端。

日志SDK性能

上述设计中以及使用中,为了减少对cpu以及内存的消耗,我们通过使用mmap技术,将流式压缩加密缓存等操作转移到native层,那么这样做相对于java层的日志库我们对于内存以及cpu的使用率降低了多少,接下来我们将使用一个java层的日志库与使用mmap实现的native库进行对比。

测试条件

性能测试中采用了在同一台小米Note3 Android 9系统版本手机,分别测试了已有的Java日志库、当前日志库、美团Logan、腾讯XLog日志库的写入性能。通过写入速度、GC频率、CPU占用率几个维度来衡量日志库的写入性能,测试的结果只限于衡量当前测试环境,并不代表Android平台整体平均水准。

测试结果

1. 内存的GC测试结果

java日志库:

native日志库:

从上边的内存性能图片中可以看到,java日志库在大量写日志的时候会造成频繁的GC,虽然native日志库不会出现这样频繁的GC,从图中可以看到java日志库的GC频率大约是1s/次,native日志库的GC频率大约是7.5s/次。

2. CPU使用率测试结果

java日志库:

native日志库:

从上边cpu性能图片中可以看到,java日志库在频繁写入日志的时候cpu的平均使用率大约为13%,native日志库在频繁写入日志的时候cpu的平均使用率大约为5%。

从上述内存以及cpu占用率的对比中,我们可以看出native日志库相较于java日志库来说,性能上有了很大的提示,对于内存的占用较小,在频繁的I/O操作以及加密压缩操作的情况下cpu的使用率仍保持在较低值。

日志库性能的对比

上边我们与java日志进行了对比,接下来我们将和其他使用mmap实现的日志库进行下对比。

实践案例

在app的线上环境我们可能遇到各种问题,我们希望将出现问题当天的日志获取到用于问题的分析,协助解决问题。这样的业务场景几乎覆盖了大部分的业务场景,对于自助收银机这样的设备使用场景,运行时期的日志对于问题的排查尤为重要。

数科自助收银设备主要服务于各大超市卖场的自如结账,缓解多条人工收银通道仍无法抵消的收银压力。当出现问题的时候,我们不可能对使用者进行回访,所以运行时候的日志对于问题排查尤为重要。

在未使用移动日志系统之前,遇到问题后,由于缺少运营工具,对于问题的排查,需要占用较多的研发资源,在接入移动日志系统后,运营就可以独自处理大部分的问题。这样极大的提高了解决问题的效率,减少了研发侧参与排查运营问题的时间。

写到最后

当前的sdk使用场景是定时拉取服务端的策略,根据下发的最新策略进行日志文件的上报,有一定的时间延后性,后期我们将开放主动上报日志的通道以及结合push推送消息,提高日志回捞的及时性以及成功率。

当前的sdk暂时只支持移动端(Android以及IOS),在后续我们将进行多端支持,将在RN,Flutter,小程序以及H5等各种应用场景中统一使用当前日志库进行日志的采集和存储。

本文由哈喽比特于2年以前收录,如有侵权请联系我们。
文章来源:https://mp.weixin.qq.com/s/CGM1tALyn_TeaFa3iEeeWQ

 相关推荐

刘强东夫妇:“移民美国”传言被驳斥

京东创始人刘强东和其妻子章泽天最近成为了互联网舆论关注的焦点。有关他们“移民美国”和在美国购买豪宅的传言在互联网上广泛传播。然而,京东官方通过微博发言人发布的消息澄清了这些传言,称这些言论纯属虚假信息和蓄意捏造。

发布于:6月以前  |  808次阅读  |  详细内容 »

博主曝三大运营商,将集体采购百万台华为Mate60系列

日前,据博主“@超能数码君老周”爆料,国内三大运营商中国移动、中国电信和中国联通预计将集体采购百万台规模的华为Mate60系列手机。

发布于:6月以前  |  770次阅读  |  详细内容 »

ASML CEO警告:出口管制不是可行做法,不要“逼迫中国大陆创新”

据报道,荷兰半导体设备公司ASML正看到美国对华遏制政策的负面影响。阿斯麦(ASML)CEO彼得·温宁克在一档电视节目中分享了他对中国大陆问题以及该公司面临的出口管制和保护主义的看法。彼得曾在多个场合表达了他对出口管制以及中荷经济关系的担忧。

发布于:6月以前  |  756次阅读  |  详细内容 »

抖音中长视频App青桃更名抖音精选,字节再发力对抗B站

今年早些时候,抖音悄然上线了一款名为“青桃”的 App,Slogan 为“看见你的热爱”,根据应用介绍可知,“青桃”是一个属于年轻人的兴趣知识视频平台,由抖音官方出品的中长视频关联版本,整体风格有些类似B站。

发布于:6月以前  |  648次阅读  |  详细内容 »

威马CDO:中国每百户家庭仅17户有车

日前,威马汽车首席数据官梅松林转发了一份“世界各国地区拥车率排行榜”,同时,他发文表示:中国汽车普及率低于非洲国家尼日利亚,每百户家庭仅17户有车。意大利世界排名第一,每十户中九户有车。

发布于:6月以前  |  589次阅读  |  详细内容 »

研究发现维生素 C 等抗氧化剂会刺激癌症生长和转移

近日,一项新的研究发现,维生素 C 和 E 等抗氧化剂会激活一种机制,刺激癌症肿瘤中新血管的生长,帮助它们生长和扩散。

发布于:6月以前  |  449次阅读  |  详细内容 »

苹果据称正引入3D打印技术,用以生产智能手表的钢质底盘

据媒体援引消息人士报道,苹果公司正在测试使用3D打印技术来生产其智能手表的钢质底盘。消息传出后,3D系统一度大涨超10%,不过截至周三收盘,该股涨幅回落至2%以内。

发布于:6月以前  |  446次阅读  |  详细内容 »

千万级抖音网红秀才账号被封禁

9月2日,坐拥千万粉丝的网红主播“秀才”账号被封禁,在社交媒体平台上引发热议。平台相关负责人表示,“秀才”账号违反平台相关规定,已封禁。据知情人士透露,秀才近期被举报存在违法行为,这可能是他被封禁的部分原因。据悉,“秀才”年龄39岁,是安徽省亳州市蒙城县人,抖音网红,粉丝数量超1200万。他曾被称为“中老年...

发布于:6月以前  |  445次阅读  |  详细内容 »

亚马逊股东起诉公司和贝索斯,称其在购买卫星发射服务时忽视了 SpaceX

9月3日消息,亚马逊的一些股东,包括持有该公司股票的一家养老基金,日前对亚马逊、其创始人贝索斯和其董事会提起诉讼,指控他们在为 Project Kuiper 卫星星座项目购买发射服务时“违反了信义义务”。

发布于:6月以前  |  444次阅读  |  详细内容 »

苹果上线AppsbyApple网站,以推广自家应用程序

据消息,为推广自家应用,苹果现推出了一个名为“Apps by Apple”的网站,展示了苹果为旗下产品(如 iPhone、iPad、Apple Watch、Mac 和 Apple TV)开发的各种应用程序。

发布于:6月以前  |  442次阅读  |  详细内容 »

特斯拉美国降价引发投资者不满:“这是短期麻醉剂”

特斯拉本周在美国大幅下调Model S和X售价,引发了该公司一些最坚定支持者的不满。知名特斯拉多头、未来基金(Future Fund)管理合伙人加里·布莱克发帖称,降价是一种“短期麻醉剂”,会让潜在客户等待进一步降价。

发布于:6月以前  |  441次阅读  |  详细内容 »

光刻机巨头阿斯麦:拿到许可,继续对华出口

据外媒9月2日报道,荷兰半导体设备制造商阿斯麦称,尽管荷兰政府颁布的半导体设备出口管制新规9月正式生效,但该公司已获得在2023年底以前向中国运送受限制芯片制造机器的许可。

发布于:6月以前  |  437次阅读  |  详细内容 »

马斯克与库克首次隔空合作:为苹果提供卫星服务

近日,根据美国证券交易委员会的文件显示,苹果卫星服务提供商 Globalstar 近期向马斯克旗下的 SpaceX 支付 6400 万美元(约 4.65 亿元人民币)。用于在 2023-2025 年期间,发射卫星,进一步扩展苹果 iPhone 系列的 SOS 卫星服务。

发布于:6月以前  |  430次阅读  |  详细内容 »

𝕏(推特)调整隐私政策,可拿用户发布的信息训练 AI 模型

据报道,马斯克旗下社交平台𝕏(推特)日前调整了隐私政策,允许 𝕏 使用用户发布的信息来训练其人工智能(AI)模型。新的隐私政策将于 9 月 29 日生效。新政策规定,𝕏可能会使用所收集到的平台信息和公开可用的信息,来帮助训练 𝕏 的机器学习或人工智能模型。

发布于:6月以前  |  428次阅读  |  详细内容 »

荣耀CEO谈华为手机回归:替老同事们高兴,对行业也是好事

9月2日,荣耀CEO赵明在采访中谈及华为手机回归时表示,替老同事们高兴,觉得手机行业,由于华为的回归,让竞争充满了更多的可能性和更多的魅力,对行业来说也是件好事。

发布于:6月以前  |  423次阅读  |  详细内容 »

AI操控无人机能力超越人类冠军

《自然》30日发表的一篇论文报道了一个名为Swift的人工智能(AI)系统,该系统驾驶无人机的能力可在真实世界中一对一冠军赛里战胜人类对手。

发布于:6月以前  |  423次阅读  |  详细内容 »

AI生成的蘑菇科普书存在可致命错误

近日,非营利组织纽约真菌学会(NYMS)发出警告,表示亚马逊为代表的电商平台上,充斥着各种AI生成的蘑菇觅食科普书籍,其中存在诸多错误。

发布于:6月以前  |  420次阅读  |  详细内容 »

社交媒体平台𝕏计划收集用户生物识别数据与工作教育经历

社交媒体平台𝕏(原推特)新隐私政策提到:“在您同意的情况下,我们可能出于安全、安保和身份识别目的收集和使用您的生物识别信息。”

发布于:6月以前  |  411次阅读  |  详细内容 »

国产扫地机器人热销欧洲,国产割草机器人抢占欧洲草坪

2023年德国柏林消费电子展上,各大企业都带来了最新的理念和产品,而高端化、本土化的中国产品正在不断吸引欧洲等国际市场的目光。

发布于:6月以前  |  406次阅读  |  详细内容 »

罗永浩吐槽iPhone15和14不会有区别,除了序列号变了

罗永浩日前在直播中吐槽苹果即将推出的 iPhone 新品,具体内容为:“以我对我‘子公司’的了解,我认为 iPhone 15 跟 iPhone 14 不会有什么区别的,除了序(列)号变了,这个‘不要脸’的东西,这个‘臭厨子’。

发布于:6月以前  |  398次阅读  |  详细内容 »
 相关文章
Android插件化方案 5年以前  |  236810次阅读
vscode超好用的代码书签插件Bookmarks 1年以前  |  6655次阅读
 目录