android信令

‘壹’ android帧的绘制过程以及fps的获取

帧的渲染过程中一些关键组件的流程图

任何可以产生图形信息的组件都统称为图像的生产者，比如OpenGL ES, Canvas 2D, 和 媒体解码器等。

SurfaceFlinger是最常见的图像消费者，Window Manager将图形信息收集起来提供给SurfaceFlinger,SurfaceFlinger接受后经过合成再把图形信息传递给显示器。同时，SurfaceFlinger也是唯一一个能够改变显示器内容的服务。SurfaceFlinger使用OpenGL和Hardware Composer来生成surface.

某些OpenGL ES 应用同样也能够充当图像消费者，比如相机可以直接使用相机的预览界面图像流，一些非GL应用也可以是消费者，比如ImageReader 类。

Window Manager是一个用于控制window的系统服务，包含一系列的View。每个Window都会有一个surface，Window Manager会监视window的许多信息，比如生命周期、输入和焦点事件、屏幕方向、转换、动画、位置、转换、z-order等，然后将这些信息（统称window metadata）发送给SurfaceFlinger，这样，SurfaceFlinger就能将window metadata合成为显示器上的surface。

为硬件抽象层（HAL）的子系统。SurfaceFlinger可以将某些合成工作委托给Hardware Composer，从而减轻OpenGL和GPU的工作。此时，SurfaceFlinger扮演的是另一个OpenGL ES客户端，当SurfaceFlinger将一个缓冲区或两个缓冲区合成到第三个缓冲区时，它使用的是OpenGL ES。这种方式会比GPU更为高效。

一般应用开发都要将UI数据使用Activity这个载体去展示，典型的Activity显示流程为：

一般app而言，在任何屏幕上起码有三个layer：

那么android是如何使用这两种合成机制的呢？这里就是Hardware Composer的功劳。处理流程为：

借用google一张图说明，可以将上面讲的很多概念展现，很清晰。地址位于 https://source.android.com/devices/graphics/

即 Frame Rate，单位 fps，是指 gpu 生成帧的速率，如 33 fps，60fps，越高越好。
但是对于快速变化的游戏而言，你的FPS很难一直保持同样的数值，他会随着你所看到的显示卡所要描画的画面的复杂程度而变化。

安卓系统中有 2 种 VSync 信号：

如上图，CPU/GPU 向 Buffer 中生成图像，屏幕从 Buffer 中取图像、刷新后显示。这是一个典型的生产者——消费者模型。理想的情况是帧率和刷新频率相等，每绘制一帧，屏幕显示一帧。而实际情况是，二者之间没有必然的大小关系，如果没有锁来控制同步，很容易出现问题。

所谓”撕裂”就是一种画面分离的现象，这样得到的画像虽然相似但是上半部和下半部确实明显的不同。这种情况是由于帧绘制的频率和屏幕显示频率不同步导致的，比如显示器的刷新率是75Hz,而某个游戏的FPS是100. 这就意味着显示器每秒更新75次画面，而显示卡每秒更新100次，比你的显示器快33%。

两个缓存区分别为 Back Buffer 和 Frame Buffer。GPU 向 Back Buffer 中写数据，屏幕从 Frame Buffer 中读数据。VSync 信号负责调度从 Back Buffer 到 Frame Buffer 的复制操作，可认为该复制操作在瞬间完成。

双缓冲的模型下，工作流程这样的：

应用和SurfaceFlinger的渲染回路必须同步到硬件的VSYNC，在一个VSYNC事件中，显示器将显示第N帧，SurfaceFlinger合成第N+1帧，app合成第N+2帧。

使用VSYNC同步可以保证延迟的一致性，减少了app和SurfaceFlinger的错误，以及显示在各个阶段之间的偏移。然而，前提是app和SurfaceFlinger每帧时间的变化并不大。因此，从输入到显示的延迟至少有两帧。
为了解决这个问题，您可以使用VSYNC偏移量来减少输入到显示的延迟，其方法为将app和SurfaceFlinger的合成信号与硬件的VSYNC关联起来。因为通常app的合成耗时是小于两帧的（33ms左右）。
VSYNC偏移信号细分为以下3种，它们都保持相同的周期和偏移向量：

注意，当 VSync 信号发出时，如果 GPU/CPU 正在生产帧数据，此时不会发生复制操作。屏幕进入下一个刷新周期时，从 Frame Buffer 中取出的是“老”数据，而非正在产生的帧数据，即两个刷新周期显示的是同一帧数据。这是我们称发生了“掉帧”（Dropped Frame，Skipped Frame，Jank）现象。

第一列t1： when the app started to draw （开始绘制图像的瞬时时间）
第二列t2： the vsync immediately preceding SF submitting the frame to the h/w （VSYNC信令将软件SF帧传递给硬件HW之前的垂直同步时间），也就是对应上面所说的软件Vsync
第三列t3： timestamp immediately after SF submitted that frame to the h/w （SF将帧传递给HW的瞬时时间，及完成绘制的瞬时时间）

每mpsys SurfaceFlinger一次计算汇总出一个fps,计算规则为：
frame的总数N：127行中的非0行数
绘制的时间T：设t=当前行t2 - 上一行的t2，求出所有行的和∑t
fps=N/T (要注意时间转化为秒)

一次mpsys SurfaceFlinger会输出127帧的信息，但是这127帧可能是这个样子：

如果t3-t1>16.7ms，则认为发生一次卡顿

设目标fps为target_fps，目标每帧耗时为target_ftime=1000/target_fps
从以下几个维度衡量流畅度：

参考文章：

http://windrunnerlihuan.com/2017/05/21/VSync%E4%BF%A1%E5%8F%B7/

‘贰’ Android 各种log 的介绍

包含设备日志，堆栈跟踪和其他诊断信息，可帮助您查找和修复应用中的错误。

安卓bugreport主要用于分析手机的状态。其包含： main log ， kernel log ，cpuinfo等信息。bugreport是一个可执行文件，编译后的路径为system/bin/bugreport，源码位于framework/native/cmds/bugreport。其核心在于启动mpsys服务。bugreport同mpstate服务建立socket通信（建立连接20次，超时3min无数据等容错）。连接之后，将接收到的数据定向到文件中。

  因此我们看到的bugreport数据均来自mpstate。

bugreport通过socket与mpstate服务建立通信，在mpstate.cpp中的mpstate()方法完成核心功能。分别输出： current log、 last log、 vm trace、 mpsys、 system info

 其详细内容主要有： 系统build及运行时长等信息、 内存和CPU进程的信息、 kernel log、 system log、 radio log、 event log 等等。实际来说，bugreport中显示的大部分为信息，都有对应的命令方式可以获取。bugreport只是作为一个在不打扰用户的前提下执行的一套命令集合。

    1). main_log    记录手机android上层app以及framework相关活动的log，比如你写的app打印的log，就在这里面

    2). events_log    主要是ActivityManager、powerManager等相关的log

    3). kernel Log    驱动相关的log

Logcat是内置在Android系统中的一个可执行工具，用于转储系统消息日志，其中包括设备引发错误时的堆栈追踪以及从您的应用当使用 Log 类编写的消息。可以在主机上通过adb logcat命令来查看模拟机上日志信息。

Android tcpmp是命令行数据包捕获实用程序。它可以捕获来自您的Wi-Fi连接，蜂窝连接以及您在android设备上可能具有的任何其他网络连接的数据包

modem 是手机里负责搜网和sim卡数据操作底层模块，每个手机都有，md log 用于分析掉网、掉话、无信号等问题

系统崩溃时留下的遗言，怎么死的，死哪了，死的多惨。

当一个动态库（native 程序）开始执行时，系统会注册一些连接到 debuggerd 的 signal handlers，当系统 crash（崩溃） 的时候，会保存一个 tombstone 文件到/data/tombstones目录下（Logcat中也会有相应的信息），文件的确就像墓碑一样记录了死亡了的进程的基本信息（例如进程的进程号，线程号），死亡的地址（在哪个地址上发生了 Crash），死亡时的现场是什么样的（记录了一系列的堆栈调用信息）等等。

6. netlog    网络相关

看网络链接情况，抓取网络包等等

7. QXDM（the Qualcomm eXtensible Diagnostic Monitor）高通可扩展诊断监视器

该工具适用于拥有使用Qualcomm ASIC和试用硬件的设备的人，并允许他们测试，评估和潜在诊断其移动设备的RF性能问题。通常使用它来促进这些设备的产品开发。

使用该软件，用户可以查看他们的移动设备发出的所有信令消息，因为该软件会生成它们的日志。这些日志也可以通过软件进行注释。可以将网络和电话参数的任何混合添加到屏幕，并且允许用户在使用其参数时使用复杂的公式。该程序还实时生成大量统计数据，以便用户可以更好地识别潜在的性能问题。用户可以访问Markov统计信息，Mux统计信息，RLP统计信息，块错误率，移动性管理数据，寻呼和访问统计信息，前向和反向链路统计信息等等。该程序还为用户提供了便携式设备信号的图形显示。该程序与Windows操作系统兼容。

8. init Log（init进程log）

9. Crashlog（崩溃日志）

‘叁’ IM即时通讯开发如何实现Android版智能心跳机制

IM即时通讯开发如何实现Android版智能心跳机制。

大体思路

a）延迟心跳测试法：这是测试结果准确的前提保障，我们认为长连接建立后连续三次成功的短心跳就可以很大程度的保证下一次心跳环境是正常的。

b）成功一次认定，失败连续累积认定：成功是绝对的，连续失败多次才可能是失败。

c）临界值避免：我们使用比计算出的心跳稍微小一点的值做为稳定心跳避免临界值。

d）动态调整：即使在一次完整的智能心跳计算过程中，我们没有找到最好的值，我们还有机会来进行校正。

方案需考虑到影响连接寿命的思素

在Android下，不管是GCM，还是微信，都是通过TCP长连接来进行消息收发的，TCP长连接存活，消息收发就及时，所以要对影响TCP连接寿命的因素进行研究。

1、NAT超时

大部分移动无线网络运营商都在链路一段时间没有数据通讯时，会淘汰 NAT 表中的对应项，造成链路中断（NAT超时的更多描述见附录9.1）。NAT超时是影响TCP连接寿命的一个重要因素(尤其是国内)，所以客户端自动测算NAT超时时间，来动态调整心跳间隔，是一个重要的优化点。

2、DHCP的租期 （lease time）

目前测试发现安卓系统对DHCP的处理有Bug，DHCP租期到了不会主动续约并且会继续使用过期IP，这个问题会造成TCP长连接偶然的断连。（租期问题的具体描述见附录9.2）。

3、网络状态变化

手机网络和WIFI网络切换、网络断开和连上等情况有网络状态的变化，也会使长连接变为无效连接，需要监听响应的网络状态变化事件，重新建立Push长连接。

心跳范围选择

1、前后台区分处理：

为了保证微信收消息及时性的体验，当微信处于前台活跃状态时，使用固定心跳。微信进入后台（或者前台关屏）时，先用几次最小心跳维持长链接。然后进入后台自适应心跳计算。这样做的目的是尽量选择用户不活跃的时间段，来减少心跳计算可能产生的消息不及时收取影响。

2、后台自适应心跳选择区间：

可根据自身产品的特点选择合适的心跳范围。

自适应心跳算法量化描述

因为每个网络的NAT时间可能不一致。所以需要区分计算，数据网络按subType做关键字，WIFI按WIFI名做关键字。对稳定的网络，因为NAT老化时间的存在，在自适应计算态的时候，暂设计以下步骤在当前心跳区间逼近出最大可用的心跳。 即时通讯聊天软件app开发可以加蔚可云的v：weikeyun24咨询

a）变量说明：

[MinHeart，MaxHeart]——心跳可选区间。

successHeart——当前成功心跳，初始为MinHeart

curHeart——当前心跳初始值为successHeart

heartStep——心跳增加步长

successStep——稳定期后的探测步长

经过该流程，会找到必然使心跳失败的curHeart（或者MaxHeart），为了保险起见，我们选择比前一个成功值稍微小一点的值作为后台稳定期的心跳间隔。

影响手机网络测试的因素太多，为了尽量保证测试结果的可靠性，我们使用延迟心跳测试法。在我们重新建立TCP连接后，先使用  短心跳连续成功三次，我们才认为网络相对稳定，可以使用curHeart进行一次心跳测试。图4-2显示了一次有效心跳测试过程。图4-3显示了在没有达到稳定网络环境时，我们会一直使用固定短心跳直到满足三次连续短心跳成功。

使用延迟心跳测试的好处是，可以剔除偶然失败，和网络变化较大的情况（如地铁），使测试结果相对可靠（五次延迟测试确定结论）。同时在网络波动较大的情况，使用短心跳，保证收取消息相对及时。

c）运行时的动态调整策略(已经按测算心跳稳定值后)

NAT超时值算出来后，在维持心跳的过程中的策略。

-  无网络、网络时好时坏、偶然失败、NAT超时变小：

在后台稳定期发生心跳发生失败后，我们使用延迟心跳测试法测试五次。如果有一次成功，则保持当前心跳值不变；如果五次测试全失败，重新计算合理心跳值。该过程如图4-4所示，有一点需要注意，每个新建的长连接需要先用短心跳成功维持3次后才用successHeart进行心跳。

NAT超时变大：

以周为周期，每周三将后台稳定态调至自适应计算态，使用心跳延迟法往后探测心跳间隔。

-  successHeart是NAT超时临界值：

因为我们现在选择的是一个比successHeart稍小的值作为稳定值，所以在计算过程中可以避开临界值。当运营商在我们后台稳定期将NAT超时调整为我们当前计算值，那么由于我们每周会去向下探索，所以下一周探测时也可以及时调整正确。

d）冗余Sync和心跳

在用户的一些主动操作以及联网状态改变时，增加冗余Sync和心跳，确保及时收到消息。

1、当用户点亮屏幕的时候，做一次心跳。

2、当微信切换到前台时，做一次Sync。

3、联网时重建信令TCP，做一次Sync。

可能存在的风险及预防措施

DHCP租期因素：

1、问题：根据目前的测试结果显示，安卓不续约到期的IP Bug，会导致TCP连接在不确定的时间点失效，从而会导致一次心跳失败。

2、预防：统计后台稳定期的心跳成功率，上报给后台。后台可以按地区分网络监控这个指标的波动，并且后台可以根据不同的波动，动态调整某区域特定网络下可选的心跳区间。

NAT超时介绍

因为 IP v4 的 IP 量有限，运营商分配给手机终端的 IP 是运营商内网的 IP，手机要连接 Internet，就需要通过运营商的网关做一个网络地址转换(Network Address Translation，NAT)。简单的说运营商的网关需要维护一个外网 IP、端口到内网 IP、端口的对应关系，以确保内网的手机可以跟 Internet 的服务器通讯。

‘肆’ android webrtc 怎么发送offer和answer

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