干货|一款实用iOS云真机的技术架构是如何搭建的？

​目前，市场上有很多App支持iOS9、iOS10，一旦在这些低版本的机器出现兼容性问题时，想找一台手机来debug就是一件非常难的事，而且iOS系统的分辨率也越来越多，无论是自动化还是日常的兼容性，都需要有更全面的机型去做兼容性测试。

对移动开发者来说，无论是开发、调试、测试、还是上线前后检验效果，都离不开测试机，甚至是产品、运营和客服，也时不时需要使用真机进行产品体验、产品运营。传统渠道上，开发者只能通过采购设备满足各部门测试需求。然而随着业务的发展，这种方式的缺陷越来越凸显：稀缺机型抢手、设备数量不足、费用高企、资源利用率不高等。

我们在调研了业界的诸多云真机解决方案后，发现大家尤其是对iOS端支持得不好，并且收费也相对较高。历经数个版本的迭代后，友盟+推出了搭载在U-APM应用性能监控平台上的云真机服务，为移动开发者提供了灵活地测试操作界面，支持ADB调试、WEB远程调试、扫码、抓包、虚拟定位等测试功能，并提供了测试报告供开发者后续查看。尤其是在iOS支持上做的非常细致和用心。

在屏幕画面方面，友盟+云真机高端机能有15帧左右的比较流畅的高画质屏幕传输，并且是秒开、超级省流量。

在用户体验方面，一系列快捷设置如安装ipa、键盘输入、从电脑直接粘贴内容到手机、一键web调试等急速使用

在Mac主机方面，一台i5 的mac mini能支持同时接入20台手机

云真机背后的技术架构揭秘

基本和openSTF类似，mini作为provider，provider去管理手机和处理与云端服务器之间的消息，连接到云端服务器，云端服务器能够支持N个provider接入，并且自身能很容易地去做扩展，而云端服务器则负责分发消息，与做一些websocket服务的代理转发，前端则直接对接云端服务器。

云真机核心驱动

这部分基于阿里巴巴强大的技术能力完全自研，不基于WDA，也不基于开源产品，现在市面上很多iOS云真机都会基于WDA或者其他的开源自动化测试框架去做的，可是这些框架的设计初衷并不是做云真机，会引入了很多开发不需要的功能模块。我们希望云真机核心驱动部分，能尽量轻量，而且稳定。整个核心驱动部分，最主要分为屏幕捕获、模拟控制、辅助功能接口。

屏幕捕获

苦于苹果的限制，这一点是最难突破，我们也有尝试过很多方案。 例如:idevicescreenshot，帧率太低了，而且通过逆向发现iOS系统中的ScreenShorter 不接受任何宽高、图片质量、图片格式的参数，这个方法在iPhoneX之类的高分辨率的机器，截图会更慢，只有1-2帧。

而比较流行的iOS-minicap方案，这个方案虽然能非常非常高效地实时获取到屏幕内容，但这个方案最大的缺点就是1个mac只能提供到1台iPhone的实时屏幕流，成本实在太高，我们也有尝试过破解Mac中CoreMediaIO。

framework的iOSScreenCapture协议 (iOS-minicap就是调用了系统提供的iPhone录屏接口，由AVFoundation与CoreMediaIO提供的)，我们还有尝试过把整个Mac虚拟化去做隔离，让同一个物理机使用多个iOS-minicap，但这些种种方案，最终都以失败告终。

最终方案是，在XCUITest中是使用私有API去截图，这个私有API能最高能达到15帧左右，基本能满足我们的需求了，再把每一帧编码成视频流，从而节省流量。 可以感受一下jpg截图与视频流的流量大小对比:

以XS Max为例，每一帧都平均在90K左右，每一帧的数据传输截图:

与图片对比，肉眼可见的同等画质下的，当编码成视频流后，一样的机型，用相同的操作和相同的画面去对比，视频流所需的带宽非常小。

最重要的是，视频流能节省的不仅仅是服务器出口的流量，还能减轻usbmuxd的cpu资源占用。usbmuxd 当前是单进程的，只能使用单个cpu的核心，很容易到达瓶颈，对此我们还有一个改造就是把usbmuxd改成能充分使用cpu的每一个核心，提高整个mac的硬件使用率，这部分，我们以后在单独写文章介绍。

模拟控制

相对于屏幕获取，点击事件倒是简单很多，可以参考WDA，直接使用XCUITest的私有API触发就可以。 而消息格式则是沿用回openSTF的格式，provider收到之后直接转发给XCUITest。这里的重点是使用长连接去与provider做数据交互，而不是HTTP，从而提高整个链路的响应速度。

开发者应用场景

错误排查：复现用户错误进行排查修复，测试报告涵盖错误捕获信息

网络抓包：对手机的网络行为进行监控测试，排查网络、安全相关等问题

页面调试：一键调试，操作体验可以与Chrome Devtools相媲美

虚拟定位：支持全球高精度虚拟定位，实时模拟设备地理位置验证问题

ADB远程：连接ADB，使用IDE或者命令行的方式进行Android远程调试

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