奇異果投屏的進化之路

筆者按：奇異果投屏伴隨奇異果TV一路發展至2022年，日活用戶已達300多萬，用戶和我們都對投屏的功能和性能提出了更多的訴求和更高要求，因此2022開始系統地對投屏功能和性能做了擴展和優化。本文立足於TV端，爲大家介紹愛奇藝站內投屏優化過程中面臨的困難和解決方案，虛心以待您的指正和建議。

01

   優化歷程回顧

自2022年初接手投屏功能，先後開展了功能擴展、報障處理提效等工作，至2022年底仍深感投屏功能迭代和問題處理效率不高。投屏功能作爲連接手機和電視的橋樑，對其可靠性、穩定性有着很高的要求，夯實基礎才能行穩致遠，因此開啓了投屏優化的歷程，針對投屏服務不穩定、線上數據不可用、線上報障解決效率低這三大問題尋求徹底的解決方案。

問題一：投屏服務不穩定

投屏服務爲了最大化的保證可用性，需要獨立於客戶端進程存活，因此採用子進程啓動；爲了更靈活的迭代以及修復線上問題，需要可以獨立部署升級，因此採用獨立插件的方式。歷史版本的投屏服務架構雖然能夠支撐以上兩點，但是採用的單服務方案(投屏服務通過ModuleManager註冊到客戶端)，無法很好地支持投屏的雙向通信穩定性、投屏服務監測與保活。

新方案採用雙服務設計，基於Android系統的Binder機制，可以穩定可靠的感知對端狀態並監測連接狀態。同時使用Bind和Start兩種方式啓動Service，提升投屏進程優先級以達到更好的保活效果，進而提供更穩定的雙向通信能力。

問題二：線上數據不可用

舊的投屏服務架構，數據打點無法覆蓋全流程，導致上報數據不完整，無法監控投屏服務線上質量，更無法分析、解決線上問題。

新的投屏服務架構，設計了3個層級投遞監控：

• 投屏服務模塊運行及可靠性監控
• 投屏協議啓動及結果
• 推片鏈路步驟打點

每個層級建立相應的業務會話Session機制，每次業務過程生成唯一的SessionId作爲會話標識，串聯整個業務邏輯生命週期，在各關鍵節點上報對應業務數據，作爲線上數據分析的基礎。

1. 投屏服務模塊

此層級的設計目標，確保並提高投屏整體可靠性，服務功能及進程保活，重試重連等數據收集。

該模塊完成了線上設備進程保活狀態信息的收集，暴露並驗證了舊架構不穩定的原因，在新版本上針對性進行規避。如：

數據反饋暴露出的問題	規避和改進方案
startService方式啓動子進程，進程優先級較低，進程易被回收併產生頻繁重啓	加入Bind方式，提升進程優先級
低性能設備進程啓動時間長，高版本Android會觸發ANR異常(未及時調用Service.startForeground)	Bind方式啓動Service，成功後再追加startService
插件機制實現缺陷，丟失bindService的flag參數的進程優先級控制，導致子進程被回收	插件模式下，放棄子進程方式，將投屏服務運行在主進程
部分Rom的LMK機制較嚴厲，內存緊張時，爲保活優先級較高的子進程，可能kill前臺可見的主進程	對有問題的設備，放棄子進程方式，投屏服務轉爲主進程方式

2. 投屏協議啓動

投屏服務的核心功能點在協議層與網絡層，此層級設計目標，啓動投屏協議模塊並跟蹤結果，監聽系統網絡的變更，適時重啓投屏協議模塊以確保新網絡下投屏業務可用。

該模塊經過驗證和完善後，完成了投屏協議啓動的監控及失敗原因的統計，並收集彙總線上各設備的網卡及連接信息、協議啓動失敗在各入口場景下的分佈，爲分析及提高協議啓動成功率提供了源數據及優化回饋。線上分析及存在的問題解決如下：

數據反饋暴露出的問題	規避和改進方案
網絡變更場景，協議啓動成功率低	正常情況，網絡變更時設備網絡本就處於不穩定狀態，暫無法避免
進程後臺存活，設備休眠與激活，導致網絡關閉與開啓，會頻繁觸發網絡變更重啓協議模塊，剛激活時網絡未準備好	延時處理網絡變更事件，可規避部分異常場景，但這個延時無法精準，不能完全避開網絡未準備好的時間段，且無法處理激活時間較短又休眠的場景 依據啓動時網卡及IP的存在狀況，嘗試排除無IPv4的啓動失敗
某些設備雙網卡同時連接，WIFI頻繁觸發斷開重連，投屏協議模塊頻繁重啓失敗率走高	優化網卡選擇策略，優先選擇系統活躍網絡類型的網卡，避免因交替選擇不同網卡頻繁重啓協議模塊
某些設備獲取系統活躍網絡失敗或無，實際上網絡可用，收到一些無網絡錯誤碼的投遞	優化網卡選擇策略，系統活躍網絡僅作爲參照，網卡及IP狀況可用時，繼續啓動協議模塊

3. 推片鏈路環節

此鏈路包括TV端收到推片請求，數據與本地能力覈驗，預緩存起播數據，拉起界面進行播放，記錄各階段及首幀渲染耗時等。

通過該層級統計數據，可分析Qimo投屏和DLNA投屏在各環節點失敗折損，階段耗時佔用，起播成功率及起播耗時等。推片環節優化點如下：

數據反饋暴露出的問題	規避和改進方案
跨進程拉起中的鏈路折損	跨進程拉起進行設備適配，切換到主進程方式，避免拉起新進程
Activity啓動階段的鏈路折損	後臺Activity啓動折損，系統限制無法避免，通過引導用戶提前打開奇異果應用規避後臺拉起的場景
首幀渲染處的鏈路折損	首幀渲染率與播放成功率有關，與推片的資源相關，無法在推片鏈路層面解決
Qimo投屏起播耗時優化	針對Qimo投屏場景，優化刪減鏈路環節中的接口調用，與愛奇藝App協調，增加必要的信息字段，避免推片時再請求接口

4. 投屏指標體系

建立投屏質量體系看板，關注新版本上線後各重要指標的趨勢變化，及與舊版本之間的同期對比。其中包括投屏服務的啓動成功率、投屏協議啓動成功率、Qimo推片起播平均耗時等

5. 問題發現與分析示例

5.1 投屏協議SDK啓動失敗及優化過程

1) 問題發現

每次發版初期，投屏SDK成功率會習慣性的跌入90%以下，如下圖

2) 分析原因

事出反常必有因，分析問題時間段內投屏SDK啓動的投遞數據，以設備維度歸集後排行，發現SDK啓動失敗問題有如下特徵:

• 設備型號相對集中,MagicBox_M20C/A兩款貢獻80%錯誤量
• 設備ID相對集中,頻繁觸發,2款型號觸發問題的設備ID僅佔其DAU的3-4%

復現遇到難點：

• 測試設備庫無兩款設備
• 都是較老型號，已無法採購設備

只能深入分析個例設備的投屏服務啓動及協議啓動投遞數據序列，以期尋找到共性，抽查幾個比較嚴重的設備id，發現：

• 失敗發生時,系統活躍網絡是有線，同時連着wifi，wifi頻繁發送變更通知
• 協議啓動時交替選擇eth0和wlan0，網卡有變更導致頻繁重啓SDK，產生巨量啓動失敗數，間隔最短能到6s每次
• 異常的設備數量不多，但產生的異常數據量很大

由此推斷問題發生場景：

• 有線網卡和無線網卡都連接的情況下，天貓魔盒M20A/C該2款設備ROM會頻繁(間隔<5s)通知WIFI網絡斷開或重連
• 奇異果舊選網卡策略是優先選取wifi網卡，此場景會交替使用有線網卡和無線網卡，重新啓動投屏SDK
• 此時處於網絡變更期間，網卡狀態不穩定，頻繁的啓動加大了投屏SDK啓動失敗的概率

3) 優化方案及數據驗證

升級調整選網卡策略，增加新的選網卡策略，並支持雲配切換新舊策略功能，方便不同策略的數據對比：

• 優先選取系統活躍網卡
• 有線網絡優先於WIFI

支持新選網卡策略的版本上線後,雲配控制M20A/C設備的新版本選網卡策略，如下圖橙線(v13.6)走勢，投屏SDK成功率明顯拐點上行，雲配生效後(紅色圈)止住下跌趨勢，證明新策略有效，之後版本曲線不再出現嚴重(<90%)的下探

5.2 投屏SDK啓動無網絡錯誤碼佔比偏高

1) 問題發現與分析

版本全量後，投屏SDK成功率仍在98%左右徘徊，離目標99%仍有距離；爲此，需要聚焦錯誤原因，解決錯誤數據大頭，快速提升投屏SDK成功率。

蒐集投屏SDK啓動數據，以設備維度聚合，按各類錯誤總數逆序排行表，發現：

• Top10中，索尼佔據了9席，比較典型
• 從錯誤類型看，無網絡錯誤佔比較大，相應原因是獲取系統當前活躍網絡出錯或無網絡

2) 優化方案及數據驗證

• 更改有無網絡的判斷依賴，系統活躍網絡僅作爲參照項，檢測失敗不阻礙後續啓動
• 判斷網卡IP作爲兜底，如果網卡存在合適IP，可忽略系統活躍網絡

新版本上線後，針對該批設備雲配網絡判斷策略，40款設備收集線上修改前後數據進行對比驗證如下：

• 10款型號(涉及sony和小米)，錯誤數/率下降 90%+，效果顯著
• 9款型號，錯誤數/率下降 50%+，效果明顯
• 10款型號，錯誤數/率下降僅20%+，效果一般
• 4款型號，效果低於/接近10%，效果不明顯
• 6款三星設備，未升級覆蓋，幾乎無效

應用新策略後，全量後整體無網絡錯誤率下降一半左右。如下圖，紅框所示的版本全量區域，13.7/13.8對比13.6同期優化幅度近50%，紅圈區域爲應用新策略時間段13.6的錯誤率下降趨勢.

此次適配優化後，版本全量後，投屏協議啓動成功率可達98.5%+

問題三：投屏線上報障解決效率低

1. 困難與對策

困難描述	影響範圍	解決方案
TV端日誌不全	缺少關鍵日誌，無法定位問題	新投屏服務架構完善了投屏進程的日誌上報功能，基於新的日誌體系，能夠補充更多關鍵日誌
只有單端日誌	無法支持雙端聯合分析	增加移動端投屏報障聯動功能，即移動端投屏報障會給TV發指令追加一份TV日誌到同一工單；找不到TV設備的問題，協同客服同學引導用戶雙端報障
只能收集到應用內的日誌，無系統日誌	無法分析系統行爲	暫時無法解決，只能儘量增加應用調用系統接口的日誌
只能個案分析	個案問題基本上沒有共同特徵，無法歸納分析並解決；而且無法判定影響程度	結合線上數據協同分析，嘗試解決一類問題，而不是一個問題 擴展發現設備的途徑，增加局域網掃碼投屏功能，優化網絡抖動等網絡不穩定原因導致的無法找到TV設備 擴展通信通道，增加遠程投屏，建立廣域網通信通道

2. 批量分析方法

關聯質量投遞數據，建立用戶報障批量分析流程，提升用戶反饋分析效率，流程如下圖

02

   未來可期

總結過去是爲了更好的創造未來。經過多團隊共同努力，至2023年底，投屏功能在穩定性(99%+)、成功率(98.5%+)、可監控等方面取得了階段性的成果，爲投屏功能的進一步發展、創新打下了堅實的基礎。

投屏的未來何去何從？電視作爲家庭娛樂中心的地位短時間還不會被輕易撼動，手機作爲個人不可或缺的貼身設備，短時間也很難找到替代品，投屏作爲連接手機和電視的橋樑，未來目標是實現1+1>2的效果：

1. 各取所長：
1. 電視的觀影體驗更好(大屏、高畫質、好音效)，但是操控不夠便捷；
2. 手機的操控便捷，但是觀影體驗不如電視；
2. 開疆拓土：打破邊界、拉近距離，會產生更能多可能性。
1. 遠程投屏：將手機與電視的互動從局域網擴展到廣域網，延伸了投屏的邊界，同時拉近了人與人的距離，讓你的手機可以連接父母的電視；
2. 萬物互聯：物聯網作爲當下科技創新大潮中的一員，已經嶄露頭角。電視作爲家庭的中心，手機作爲個人的的延伸，已經通過投屏建立了連接，隨着更多家用設備接入物聯網，一定能借由投屏這座橋產生更多可能性。

未來已來，願與大家共同努力創造愛奇藝投屏新生態。

本文分享自微信公衆號 - 愛奇藝技術產品團隊（iQIYI-TP）。
如有侵權，請聯繫 [email protected] 刪除。
本文參與“OSC源創計劃”，歡迎正在閱讀的你也加入，一起分享。