奇异果投屏的进化之路

笔者按：奇异果投屏伴随奇异果TV一路发展至2022年，日活用户已达300多万，用户和我们都对投屏的功能和性能提出了更多的诉求和更高要求，因此2022开始系统地对投屏功能和性能做了扩展和优化。本文立足于TV端，为大家介绍爱奇艺站内投屏优化过程中面临的困难和解决方案，虚心以待您的指正和建议。

优化历程回顾

自2022年初接手投屏功能，先后开展了功能扩展、报障处理提效等工作，至2022年底仍深感投屏功能迭代和问题处理效率不高。投屏功能作为连接手机和电视的桥梁，对其可靠性、稳定性有着很高的要求，夯实基础才能行稳致远，因此开启了投屏优化的历程，针对投屏服务不稳定、线上数据不可用、线上报障解决效率低这三大问题寻求彻底的解决方案。

问题一：投屏服务不稳定

投屏服务为了最大化的保证可用性，需要独立于客户端进程存活，因此采用子进程启动；为了更灵活的迭代以及修复线上问题，需要可以独立部署升级，因此采用独立插件的方式。历史版本的投屏服务架构虽然能够支撑以上两点，但是采用的单服务方案(投屏服务通过ModuleManager注册到客户端)，无法很好地支持投屏的双向通信稳定性、投屏服务监测与保活。

新方案采用双服务设计，基于Android系统的Binder机制，可以稳定可靠的感知对端状态并监测连接状态。同时使用Bind和Start两种方式启动Service，提升投屏进程优先级以达到更好的保活效果，进而提供更稳定的双向通信能力。

问题二：线上数据不可用

旧的投屏服务架构，数据打点无法覆盖全流程，导致上报数据不完整，无法监控投屏服务线上质量，更无法分析、解决线上问题。

新的投屏服务架构，设计了3个层级投递监控：

投屏服务模块运行及可靠性监控
投屏协议启动及结果
推片链路步骤打点

每个层级建立相应的业务会话Session机制，每次业务过程生成唯一的SessionId作为会话标识，串联整个业务逻辑生命周期，在各关键节点上报对应业务数据，作为线上数据分析的基础。

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投屏服务模块

此层级的设计目标，确保并提高投屏整体可靠性，服务功能及进程保活，重试重连等数据收集。

该模块完成了线上设备进程保活状态信息的收集，暴露并验证了旧架构不稳定的原因，在新版本上针对性进行规避。如：

数据反馈暴露出的问题	规避和改进方案
startService方式启动子进程，进程优先级较低，进程易被回收并产生频繁重启	加入Bind方式，提升进程优先级
低性能设备进程启动时间长，高版本Android会触发ANR异常(未及时调用Service.startForeground)	Bind方式启动Service，成功后再追加startService
插件机制实现缺陷，丢失bindService的flag参数的进程优先级控制，导致子进程被回收	插件模式下，放弃子进程方式，将投屏服务运行在主进程
部分Rom的LMK机制较严厉，内存紧张时，为保活优先级较高的子进程，可能kill前台可见的主进程	对有问题的设备，放弃子进程方式，投屏服务转为主进程方式

投屏协议启动

投屏服务的核心功能点在协议层与网络层，此层级设计目标，启动投屏协议模块并跟踪结果，监听系统网络的变更，适时重启投屏协议模块以确保新网络下投屏业务可用。

该模块经过验证和完善后，完成了投屏协议启动的监控及失败原因的统计，并收集汇总线上各设备的网卡及连接信息、协议启动失败在各入口场景下的分布，为分析及提高协议启动成功率提供了源数据及优化回馈。线上分析及存在的问题解决如下：

数据反馈暴露出的问题	规避和改进方案
网络变更场景，协议启动成功率低	正常情况，网络变更时设备网络本就处于不稳定状态，暂无法避免
进程后台存活，设备休眠与激活，导致网络关闭与开启，会频繁触发网络变更重启协议模块，刚激活时网络未准备好	延时处理网络变更事件，可规避部分异常场景，但这个延时无法精准，不能完全避开网络未准备好的时间段，且无法处理激活时间较短又休眠的场景依据启动时网卡及IP的存在状况，尝试排除无IPv4的启动失败
某些设备双网卡同时连接，WIFI频繁触发断开重连，投屏协议模块频繁重启失败率走高	优化网卡选择策略，优先选择系统活跃网络类型的网卡，避免因交替选择不同网卡频繁重启协议模块
某些设备获取系统活跃网络失败或无，实际上网络可用，收到一些无网络错误码的投递	优化网卡选择策略，系统活跃网络仅作为参照，网卡及IP状况可用时，继续启动协议模块

推片链路环节

此链路包括TV端收到推片请求，数据与本地能力核验，预缓存起播数据，拉起界面进行播放，记录各阶段及首帧渲染耗时等。

通过该层级统计数据，可分析Qimo投屏和DLNA投屏在各环节点失败折损，阶段耗时占用，起播成功率及起播耗时等。推片环节优化点如下：

数据反馈暴露出的问题	规避和改进方案
跨进程拉起中的链路折损	跨进程拉起进行设备适配，切换到主进程方式，避免拉起新进程
Activity启动阶段的链路折损	后台Activity启动折损，系统限制无法避免，通过引导用户提前打开奇异果应用规避后台拉起的场景
首帧渲染处的链路折损	首帧渲染率与播放成功率有关，与推片的资源相关，无法在推片链路层面解决
Qimo投屏起播耗时优化	针对Qimo投屏场景，优化删减链路环节中的接口调用，与爱奇艺App协调，增加必要的信息字段，避免推片时再请求接口

投屏指标体系

建立投屏质量体系看板，关注新版本上线后各重要指标的趋势变化，及与旧版本之间的同期对比。其中包括投屏服务的启动成功率、投屏协议启动成功率、Qimo推片起播平均耗时等

问题发现与分析示例

5.1 投屏协议SDK启动失败及优化过程

1) 问题发现

每次发版初期，投屏SDK成功率会习惯性的跌入90%以下，如下图

2) 分析原因

事出反常必有因，分析问题时间段内投屏SDK启动的投递数据，以设备维度归集后排行，发现SDK启动失败问题有如下特征:

设备型号相对集中,MagicBox_M20C/A两款贡献80%错误量
设备ID相对集中,频繁触发,2款型号触发问题的设备ID仅占其DAU的3-4%

复现遇到难点：

测试设备库无两款设备
都是较老型号，已无法采购设备

只能深入分析个例设备的投屏服务启动及协议启动投递数据序列，以期寻找到共性，抽查几个比较严重的设备id，发现：

失败发生时,系统活跃网络是有线，同时连着wifi，wifi频繁发送变更通知
协议启动时交替选择eth0和wlan0，网卡有变更导致频繁重启SDK，产生巨量启动失败数，间隔最短能到6s每次
异常的设备数量不多，但产生的异常数据量很大

由此推断问题发生场景：

有线网卡和无线网卡都连接的情况下，天猫魔盒M20A/C该2款设备ROM会频繁(间隔<5s)通知WIFI网络断开或重连
奇异果旧选网卡策略是优先选取wifi网卡，此场景会交替使用有线网卡和无线网卡，重新启动投屏SDK
此时处于网络变更期间，网卡状态不稳定，频繁的启动加大了投屏SDK启动失败的概率

3) 优化方案及数据验证

升级调整选网卡策略，增加新的选网卡策略，并支持云配切换新旧策略功能，方便不同策略的数据对比：

优先选取系统活跃网卡
有线网络优先于WIFI

支持新选网卡策略的版本上线后,云配控制M20A/C设备的新版本选网卡策略，如下图橙线(v13.6)走势，投屏SDK成功率明显拐点上行，云配生效后(红色圈)止住下跌趋势，证明新策略有效，之后版本曲线不再出现严重(<90%)的下探

5.2 投屏SDK启动无网络错误码占比偏高

1) 问题发现与分析

版本全量后，投屏SDK成功率仍在98%左右徘徊，离目标99%仍有距离；为此，需要聚焦错误原因，解决错误数据大头，快速提升投屏SDK成功率。

搜集投屏SDK启动数据，以设备维度聚合，按各类错误总数逆序排行表，发现：

Top10中，索尼占据了9席，比较典型
从错误类型看，无网络错误占比较大，相应原因是获取系统当前活跃网络出错或无网络

2) 优化方案及数据验证

更改有无网络的判断依赖，系统活跃网络仅作为参照项，检测失败不阻碍后续启动
判断网卡IP作为兜底，如果网卡存在合适IP，可忽略系统活跃网络

新版本上线后，针对该批设备云配网络判断策略，40款设备收集线上修改前后数据进行对比验证如下：

10款型号(涉及sony和小米)，错误数/率下降 90%+，效果显著
9款型号，错误数/率下降 50%+，效果明显
10款型号，错误数/率下降仅20%+，效果一般
4款型号，效果低于/接近10%，效果不明显
6款三星设备，未升级覆盖，几乎无效

应用新策略后，全量后整体无网络错误率下降一半左右。如下图，红框所示的版本全量区域，13.7/13.8对比13.6同期优化幅度近50%，红圈区域为应用新策略时间段13.6的错误率下降趋势.

此次适配优化后，版本全量后，投屏协议启动成功率可达98.5%+

问题三：投屏线上报障解决效率低

困难与对策

困难描述	影响范围	解决方案
TV端日志不全	缺少关键日志，无法定位问题	新投屏服务架构完善了投屏进程的日志上报功能，基于新的日志体系，能够补充更多关键日志
只有单端日志	无法支持双端联合分析	增加移动端投屏报障联动功能，即移动端投屏报障会给TV发指令追加一份TV日志到同一工单；找不到TV设备的问题，协同客服同学引导用户双端报障
只能收集到应用内的日志，无系统日志	无法分析系统行为	暂时无法解决，只能尽量增加应用调用系统接口的日志
只能个案分析	个案问题基本上没有共同特征，无法归纳分析并解决；而且无法判定影响程度	结合线上数据协同分析，尝试解决一类问题，而不是一个问题扩展发现设备的途径，增加局域网扫码投屏功能，优化网络抖动等网络不稳定原因导致的无法找到TV设备扩展通信通道，增加远程投屏，建立广域网通信通道

批量分析方法

关联质量投递数据，建立用户报障批量分析流程，提升用户反馈分析效率，流程如下图

未来可期

总结过去是为了更好的创造未来。经过多团队共同努力，至2023年底，投屏功能在稳定性(99%+)、成功率(98.5%+)、可监控等方面取得了阶段性的成果，为投屏功能的进一步发展、创新打下了坚实的基础。

投屏的未来何去何从？电视作为家庭娱乐中心的地位短时间还不会被轻易撼动，手机作为个人不可或缺的贴身设备，短时间也很难找到替代品，投屏作为连接手机和电视的桥梁，未来目标是实现1+1>2的效果：

各取所长：

电视的观影体验更好(大屏、高画质、好音效)，但是操控不够便捷；
手机的操控便捷，但是观影体验不如电视；

开疆拓土：打破边界、拉近距离，会产生更能多可能性。

远程投屏：将手机与电视的互动从局域网扩展到广域网，延伸了投屏的边界，同时拉近了人与人的距离，让你的手机可以连接父母的电视；
万物互联：物联网作为当下科技创新大潮中的一员，已经崭露头角。电视作为家庭的中心，手机作为个人的的延伸，已经通过投屏建立了连接，随着更多家用设备接入物联网，一定能借由投屏这座桥产生更多可能性。

未来已来，愿与大家共同努力创造爱奇艺投屏新生态。

本文分享自微信公众号 - 爱奇艺技术产品团队（iQIYI-TP）。
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