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一 問題發(fā)現(xiàn)
瀏覽內(nèi)核CPU 占用問題是影響用戶使用的關(guān)鍵因素，會引起操作卡頓、手機耗電以及應(yīng)用
創(chuàng)新互聯(lián)是一家專業(yè)提供固鎮(zhèn)企業(yè)網(wǎng)站建設(shè),專注與網(wǎng)站制作、成都網(wǎng)站制作、H5頁面制作、小程序制作等業(yè)務(wù)。10年已為固鎮(zhèn)眾多企業(yè)、政府機構(gòu)等服務(wù)。創(chuàng)新互聯(lián)專業(yè)網(wǎng)站建設(shè)公司優(yōu)惠進行中。
崩潰等問題。CPU 占用由于受到頁面、機型、應(yīng)用框架的影響，較難進行定位和優(yōu)化。在瀏覽內(nèi)核性能測試中發(fā)現(xiàn)CPU 占用高于之前版本，通過分析CPU 曲線，發(fā)現(xiàn)可能是部分場景CPU 沒有收斂導(dǎo)致的，因此對CPU 收斂做了專項測試。
老測試方案——內(nèi)核之前針對CPU 收斂的測試是通過加載用戶訪問Top 100 的頁面，應(yīng)用放后臺通過TOP 命令觀察CPU 收斂情況。
缺點： 1.測試工作量非常大；2.Top頁面結(jié)構(gòu)復(fù)雜很難分析是頁面中的那個元素引起的不收斂現(xiàn)象；3.頁面經(jīng)常變化，收斂狀態(tài)難以穩(wěn)定復(fù)現(xiàn)；
新測試方案——通過對頁面的整理分析和與RD 的溝通，引起CPU 不收斂的問題主要是頁面中的動態(tài)元素，如CSS動畫、 視頻播放、 Timer 定時器、 js 加載、 gif動圖等，并由QA自己開發(fā)動態(tài)元素的測試頁面進行測試，在測試場景上選擇了應(yīng)用切后臺和頁面切換至不可見窗口兩種。
優(yōu)點：1.測試工作量小，針對性強；2.頁面固定、元素簡單，易于復(fù)現(xiàn)；3. 場景更加貼近用戶使用；
測試結(jié)果：
使用新測試方案完成測試后，發(fā)現(xiàn)如下幾個問題：
問題一 頁面切換至不可見窗口場景：測試中心、CSS、H5、GIF 等多個頁面不收斂；
問題二 APP 切后臺場景：測試中心頁面不收斂；
二 初步分析
問題一通過對測試結(jié)果的分析，當(dāng)用戶創(chuàng)建空白頁面，使測試頁面切換至不可見窗口的場景時，包含GIF 圖、CSS 動態(tài)元素的頁面CPU 仍然有波動，而沒有收斂至0， 這里可以猜測出可能當(dāng)頁面不可見時，頁面的繪制沒有進行pause，內(nèi)核判斷頁面動態(tài)元素有更新，因此還在不斷的進行繪制，導(dǎo)致CPU 不為0。
問題二測試中心頁面不收斂，該頁面是測試平臺的導(dǎo)航頁面，本身沒有動態(tài)元素，但是仍有不收斂現(xiàn)象。QA通過繪制工具systrace分析頁面加載過程的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)切換切換后臺后，內(nèi)核的main(scheduler)/thread_proxy(cc)在工作，還在繪制內(nèi)容。推測有兩個可能：1.APP切后臺，沒有pause當(dāng)前的webview；2.測試中心首頁的某些邏輯導(dǎo)致內(nèi)核沒被pause。
三 業(yè)務(wù)和代碼分析
內(nèi)核加載過程——瀏覽內(nèi)核加載頁面的網(wǎng)絡(luò)部分向網(wǎng)絡(luò)發(fā)起請求并把網(wǎng)頁資源下載給Loader，之后 HTML Parser 將 HTML 和 Script 解析成 DOM 樹，再結(jié)合 CSS 層疊樣式表生成對應(yīng)的 Render 樹。Render 樹上就包含了每個元素的各種屬性字體、顏色、屏幕上面的坐標(biāo)、長、寬等。Render 樹進一步生成 Graphics Context 交給平臺相關(guān)的圖形庫把頁面展示在屏幕上。大體過程是如下圖這樣，實際上內(nèi)核是邊加載邊繪制的。
內(nèi)核繪制過程——瀏覽內(nèi)核為了減少不必要的繪制，保證頁面的繪制速度和頁面滑動的流暢度，對Render Tree 進行了分層，可以更方便的進行頁面的局部更新。有更新的layer 將更新數(shù)據(jù)經(jīng)過合成composite階段，將真正的需要繪制區(qū)域數(shù)據(jù)給GL 進行draw，最終完成圖像的顯示。整個過程是多線程的，通過消息來驅(qū)動這個流程。
動態(tài)元素由于更新頻率高，通常會劃分為單獨的layer，如果這個layer 的更新消息沒有暫停，就會導(dǎo)致這個消息驅(qū)動layer 的合成，進行更新區(qū)域的計算，調(diào)用drawGL 進行圖像的draw。因此CPU 會一直被占用。
四 真相大白
問題一
頁面動態(tài)元素不收斂，通過將頁面中動態(tài)元素刪除后，測試結(jié)果為收斂，由此可以證明確實是動態(tài)元素導(dǎo)致。動態(tài)元素有頻繁的更新消息，使得不斷對包含動態(tài)元素的layer 進行合成和繪制，導(dǎo)致CPU 不收斂。首先需要查看該webview 是否是否被pause，webview 被切換至不可見狀態(tài)時，策略上應(yīng)該暫停一切頁面的處理，節(jié)約更多的CPU和內(nèi)存資源保證當(dāng)前活動窗口的處理。
// webview onPause 的處理
public void onPause() {
if (mIsPaused || mNativeAwContents == 0) return;
mIsPaused = true;
nativeSetIsPaused(mNativeAwContents, mIsPaused);
}內(nèi)核沒有對文檔解析、js 加載、動圖進行暫停。
解決方案：
// 網(wǎng)絡(luò)加載暫停
void ContentViewCoreImpl::SetIsPaused(JNIEnv* env,
jobject obj,
bool paused) {
GetWebContents()->Send(new ViewMsg_SetIsPaused(
GetWebContents()->GetRoutingID(), paused));
}
// 繪制暫停
void RenderViewImpl::OnSetIsPaused(bool paused) {
if (!webview())
return;
webview()->setIsPaused(paused);
}
// 文檔解析暫停
void WebViewImpl::setIsPaused(bool paused) {
Document* document = page()->mainFrame()->document();
if (!document)
return;
if (paused)
document->suspendScheduledTasks();
else
document->resumeScheduledTasks();
}問題二
測試中心頁面不能收斂，此頁面并沒有動態(tài)元素，因此用上面的方法分析是不奏效的，需要找其他的方法。百度瀏覽內(nèi)核是基于Blink 35版本再次開發(fā)的版本，因此想要驗證下原生內(nèi)核是否有問題，于是驗證了Blink 35、36都是不收斂，blink 37 版本可以收斂，因此可以斷定是Blink 內(nèi)核自己的bug，通過對繪制過程相關(guān)代碼的查找，發(fā)現(xiàn)google 工程師對此問題的一個注釋。
if (RenderView* view = renderView()) {
ASSERT(!view->needsLayout());
view->compositor()->updateCompositingLayers();
// FIXME: we should not have any dirty bits left at this point. Unfortunately, this is not yet the case because
// the code in updateCompositingLayers sometimes creates new dirty bits when updating direct compositing reasons.
// See crbug.com/354100.
view->compositor()->scheduleAnimationIfNeeded();
}通過上面的注釋可以看出，在layer 有更新進行合成過程中，會引入臟數(shù)據(jù)導(dǎo)致layer 一直更新，并進行后面的數(shù)據(jù)處理和繪制，導(dǎo)致CPU 不收斂，通過增加打印Log 也可以證明，不收斂的頁面確實在不斷進行該函數(shù)的調(diào)用。
通過對Blink 37 修復(fù)的patch 進行研究，內(nèi)核對判斷Layer 更新的狀態(tài)進行了修改，調(diào)整了更新判斷的結(jié)構(gòu)，刪除了scheduleAnimationIfNeeded 方法，通過其他狀態(tài)判斷是否需要更新layer，并進行數(shù)據(jù)的合成進行繪制，通過將37 patch 合入測試發(fā)現(xiàn)可以有效解決不收斂問題。
解決方案：
增加了CompositingReasonFinder::requiresCompositingForPosition方法判斷是否需要進行合成。
臟數(shù)據(jù)的問題還是沒有根本解決，只是增加了判斷，不會出現(xiàn)之前的循環(huán)處理。
void RenderLayerCompositor::assertNoUnresolvedDirtyBits()
{
ASSERT(!compositingLayersNeedRebuild());
ASSERT(!m_needsUpdateCompositingRequirementsState);
ASSERT(m_pendingUpdateType == CompositingUpdateNone);
ASSERT(!m_rootShouldAlwaysCompositeDirty);
ASSERT(!m_needsToRecomputeCompositingRequirements);
}五 總結(jié)
CPU 收斂在CPU 性能測試中是一個非常重要的項目，對于用戶體驗的影響也是非常大。這個案例首先在CPU 收斂的測試方案上有很大的突破，通過較小的成本發(fā)現(xiàn)了不收斂的場景；其次，通過測試頁面和弱網(wǎng)環(huán)境穩(wěn)定復(fù)現(xiàn)bug，幫助RD定位問題，最后通過查閱blink 內(nèi)核的官方文檔、代碼記錄和bug 系統(tǒng)，最終找到了解決方案， 提升了整體產(chǎn)品的體驗。
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