1) 资源类故障模拟方案
资源类故障，主要是指操作系统本身资源可能存在的故障，例如高负载状态、低可用状态等等，其目标是观察客户端在可用资源异常情况下的可用性，下面分为几大类进行介绍：
cpu高负载模拟
cpu高负载模拟，主要指通过各种方式提高cpu的使用率，以达到高负载场景的测试需要。
可选工具
- stress
- itest
- solopi
在实现原理上，itest和solopi的实现，是基于函数循环计算的，属于计算密集型的模拟；而stress的实现较为多样，既有基于函数循环计算、不断切换线程、也有不断申请资源释放等方式；itest和solopi只能基于Android环境测试，stress则可以在linux平台使用。
在操作方式上，stress主要通过终端cli方式调用，而其余两种则通过安装apk，并在应用界面操作的方式执行。
由于stress基本涵盖了并扩展了其他工具的功能，这里重点介绍该工具。
stress基础说明：
#stress
`stress' imposes certain types of compute stress on your system
Usage: stress [OPTION [ARG]] ...
-?, --help show this help statement
--version show version statement
-v, --verbose be verbose
-q, --quiet be quiet
-n, --dry-run show what would have been done
-t, --timeout N timeout after N seconds
--backoff N wait factor of N microseconds before work starts
-c, --cpu N spawn N workers spinning on sqrt()
-i, --io N spawn N workers spinning on sync()
-m, --vm N spawn N workers spinning on malloc()/free()
--vm-bytes B malloc B bytes per vm worker (default is 256MB)
--vm-stride B touch a byte every B bytes (default is 4096)
--vm-hang N sleep N secs before free (default none, 0 is inf)
--vm-keep redirty memory instead of freeing and reallocating
-d, --hdd N spawn N workers spinning on write()/unlink()
--hdd-bytes B write B bytes per hdd worker (default is 1GB)
Example: stress --cpu 8 --io 4 --vm 2 --vm-bytes 128M --timeout 10s
Note: Numbers may be suffixed with s,m,h,d,y (time) or B,K,M,G (size).
-? 显示帮助信息
-v 显示版本号
-q 不显示运行信息
-n 显示已完成的指令情况
-t --timeout N 指定运行N秒后停止
--backoff N 等待N微妙后开始运行
-c 产生n个进程 每个进程都反复不停的计算随机数的平方根
-i 产生n个进程 每个进程反复调用sync()，sync()用于将内存上的内容写到硬盘上
-m --vm n 产生n个进程,每个进程不断调用内存分配malloc和内存释放free函数
--vm-bytes B 指定malloc时内存的字节数 （默认256MB）
--vm-hang N 指定在free钱的秒数
-d --hadd n 产生n个执行write和unlink函数的进程
-hadd-bytes B 指定写的字节数
--hadd-noclean 不unlink
时间单位可以为秒s，分m，小时h，天d，年y，文件大小单位可以为K，M，G
更加详细的命令说明可直接参考如下链接：stress工具使用指南和结果分析
低可用故障模拟
低可用故障，主要模拟低电或高温下cpu锁频的情况，该操作需权限较高，因此需要对设备进行root处理。
root后，可以通过直接修改配置文件的方式施行，但更建议通过安装专业的系统工具箱，例如镧系统工具，在图形化界面进行配置。
mem资源故障
高负载故障模拟
mem的高负载故障，同样可使用cpu的高负载故障工具模拟，下面介绍下其中的不同。
在内存申请上，这三者均是通过c的malloc函数请求分配，但在逻辑实现上，itest和solopi侧重于内存的一直占用，其判断逻辑会预先评估出系统还剩多少运存可供分配，在实际请求分配时，也不会超过这个限制进行请求，并且除非手动停止，内存不会主动释放；
而stress则需要预先查看设备剩余内存，再通过参数进行申请；此外，在使用方式上，默认的参数值，是一个循环请求-释放的方式，如果需要保持内存的持续占用，需要加上--vm-hang参数，该参数代表保持内存申请后多久才释放掉，单位是秒。
典型的stress申请内存占用的命令参考如下：
stress --vm 1 --vm-bytes 1G --vm-hang 50 --timeout 50s
低可用故障模拟
对mem的高负载故障强调系统mem资源被极限占用，而对低可用故障而言，则是只分配给应用固定的较低的使用值。
其故障模拟方式可以通过shell ulimit命令完成，首先建立一个shell进程，再执行ulimit -Sv memsize对该进程进行虚拟内存的限制，再通过该进程打开目标应用，就完成了对目标应用的内存限制。
io资源故障
io的高负载故障，主要测试高iowait的环境下，应用是否稳定。
其故障模拟方式可以通过stress模拟，典型的负载模拟指令参考如下：
stress-ng -i 1 --hdd 4 --timeout 600
-i参数指定系统启动几个进行执行io任务，任务内容为调用sync()，它表示通过系统调用 sync() 来模拟 I/O 的问题，刷新内存缓冲区的数据到磁盘中，以确保同步。
为保证产生足够的io压力（如果缓冲区内本来就没多少数据，那读写到磁盘中的数据也就不多，也就没法产生 I/O 压力），还需要在加一个-hhd参数，循环执行磁盘write/unlink的操作。
disk资源故障
对disk资源而言，故障类型主要是no space，即低或无可用空间，通常我们采用使用dd命令占满可用空间的方式模拟，但需要注意的是，android本身对可用空间是存在保护策略的，无法一次性完完全全的占满。
dd命令的使用方式如下：
dd if=/dev/zero of=/mnt/sdcard/bigfile
使用此命令在手机/mnt/sdcard/目录下生成一个超大文件，直至填满整个手机存储空间。
上面的这种方式兼容性较好，但因为通过io写入文件实际填充，故速度较慢；除了这种方式外，还有一些方式通过分配块并将其标记为未初始化来快速完成预分配，而无需对数据块进行任何IO操作，几乎可瞬间填充空间，但是各家rom和硬件支持度不一，需要实际尝试；实际运用中，可先尝试以下命令，无效后改用上面的dd方式。
需要注意的是，以下命令中的示例参数50G，并非被测设备磁盘余量，比磁盘全部空间大的任意数值均可。
命令如下：
1、fallocate -l 50G big_file
2、truncate -s 50G big_file
3、dd of=bigfile bs=1 seek=50G count=0
网络资源故障
网络资源故障主要通过模拟异常的网络环境，例如弱网环境、丢包环境、高延迟、断网等等，这里推荐一个工具，实践中可较全面的模拟比网络环境，来自腾讯的Qnet。
其底层原理是vpn service，通过vpn代理转发数据并按规则模拟流量出入方式；其使用方式为，apk安装，ui界面中配置，较为便捷。
需要说明的是，该工具只适用于允许流量通行vpn的应用，如果在应用内做了vpn相关判断并不允许流量走vpn，则该方式不可行。
2) 程序类故障模拟方案
程序类故障主要指对客户端本身的逻辑、状态、操作等进行故障模拟，同样按照以下几大类进行介绍。
网络数据包fuzz
网络数据包fuzz主要指通过对客户端请求和服务端响应的拦截，并加以一定的随机替换规则进行替换，观察异常数据下客户端的可用性。
例如，我们可以将所有页面展示的数据，替换为随机长度、空值、异常字符等，观察页面展示是否符合需求。
目前有两种方式可以达到目的：
代理类拦截替换
代理类的拦截替换原理类似中间人攻击，通过代理层拦截数据包，并根据我们自定义的规则替换后重新发出/接收,此类代表性的工具有：
- fiddler
- anyproxy
- BurpSuite
- 。。。
以上工具均可以自定义脚本完成对数据包的规则性fuzz。
hook类拦截替换
hook类的拦截替换原理是通过对通用网络类库方法的劫持，替换函数的输入输出参数，从而达到变相替换数据包的目的。
此类代表性的工具有
- taichi
- xposed
- frida
- 。。。
其中，除frida的使用方式是pc-device外，其余两种均可以应用的形式工作。
需要说明的是，不论是代理类还是hook类，均有其缺陷性：
对代理类来说，android7以上的版本里，无法做到对https的拦截解析（如果应用只信任系统证书），解决办法是应用内将信任证书改为代理工具颁发的证书，或者通过root将代理工具颁发的证书转换并置为系统证书信任；或者android工程内配置信任文件；
对hook类工具而言，需要较高的权限执行，因此需要root环境，且项目使用的网络类库、版本不尽相同，导致兼容性问题较大。
关键函数fuzz
关键函数fuzz是指，在客户端运行过程中，根据实际需要，对关键业务的关键函数进行hook，并根据随机规则fuzz其输入或者输出值，从而验证客户端在业务逻辑异常情况下的可用性。
依旧可以使用hook工具taichi、xposed、frida进行hook操作。
权限随机开关
对客户端而言，权限也是比较重要的点，我们可以在客户端运行的过程里，通过adb命令来动态的授予或者移除对应用的权限，测试客户端的可用性，其命令如下：
授予权限：
adb shell pm grant packagename permission
移除权限：
adb shell pm revoke packagename permission
随机操作测试
随机操作测试主要通过monkey工具进行，通过指定packagename持续运行monkey，观察客户端在长时间随机操作下的可靠性。
Intent fuzz
Intent fuzz主要通过遍历应用获取到的Activity、BroadcastReceiver、Service、Instrumentation、ContentProvider，并通过Intent尝试启动所有可以获取到的组件，从而测试客户端是否存在不应有的安全漏洞。
推荐故障模拟工具IntentFuzzer，其使用方法为，安装apk，在ui化的界面上选择所选目标，并按照有参/无参的方式展开intent遍历。
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