练习Sample跑起来 唯鹿同学的练习手记 第2辑 你好，我是唯鹿。

接着上篇练习手记，今天练习6～8、12、17、19这六期内容（主要针对有课后Sample练习的），相比1～5期轻松了很多。

Chapter06 该项目展示了使用PLT Hook技术来获取Atrace的日志，可以学习到systrace的一些底层机制。

没有什么问题，项目直接可以运行起来。运行项目后点击开启Atrace日志，然后就可以在Logcat日志中查看到捕获的日志，如下：

11:40:07.031 8537-8552/com.dodola.atrace I/HOOOOOOOOK: ========= install systrace hoook ========= 11:40:07.034 8537-8537/com.dodola.atrace I/HOOOOOOOOK: ========= B 8537 Record View/#draw() 11:40:07.034 8537-8552/com.dodola.atrace I/HOOOOOOOOK: ========= B 8537 DrawFrame 11:40:07.035 8537-8552/com.dodola.atrace I/HOOOOOOOOK: ========= B 8537 syncFrameState ========= B 8537 prepareTree ========= E ========= E ========= B 8537 eglBeginFrame ========= E ========= B 8537 computeOrdering ========= E ========= B 8537 flush drawing commands ========= E 11:40:07.036 8537-8552/com.dodola.atrace I/HOOOOOOOOK: ========= B 8537 eglSwapBuffersWithDamageKHR ========= B 8537 setSurfaceDamage ========= E 11:40:07.042 8537-8552/com.dodola.atrace I/HOOOOOOOOK: ========= B 8537 queueBuffer ========= E 11:40:07.043 8537-8552/com.dodola.atrace I/HOOOOOOOOK: ========= B 8537 dequeueBuffer ========= E ========= E ========= E
通过B 事件和E 事件是成对出现的，这样就可以计算出应用执行每个事件使用的时间。那么上面的Log中View的draw()方法显示使用了9ms。

这里实现方法是使用了Profilo的PLT Hook来hook libc.so的

write 与

__write_chk 方法。libc是C的基础库函数，为什么要hook这些方法，需要我们补充C、Linux相关知识。

同理Chapter06-plus展示了如何使用 PLT Hook技术来获取线程创建的堆栈，README有详细的实现步骤介绍，我就不赘述了。

Chapter07 这个Sample是学习如何给代码加入Trace Tag，大家可以将这个代码运用到自己的项目中，然后利用systrace查看结果。这就是所谓的systrace + 函数插桩。

操作步骤：

  • 使用Android Studio打开工程Chapter07。
  • 运行Gradle Task

:systrace-gradle-plugin:buildAndPublishToLocalMaven 编译plugin插件。

  • 使用Android Studio单独打开工程systrace-sample-android。
  • 编译运行App（插桩后的class文件在目录

Chapter07/systrace-sample-android/app/build/systrace_output/classes 中查看）。

对比一下插桩效果，插桩前：

插桩后:

可以看到在方法执行前后插入了TraceTag，这样的话

beginSection 方法和

endSection 方法之间的代码就会被追踪。 public class TraceTag { @TargetApi(Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) public static void i(String name) { Trace.beginSection(name); } @TargetApi(Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) public static void o() { Trace.endSection(); }

其实Support-Compat库中也有类似的一个TraceCompat，项目中可以直接使用。

然后运行项目，打开systrace： python $ANDROID_HOME/platform-tools/systrace/systrace.py gfx view wm am pm ss dalvik app sched -b 90960 -a com.sample.systrace -o test.log.html

最后打开生成的test.log.html文件就可以查看systrace记录：

当然，这一步我们也可以使用SDK中的Monitor，效果是一样的。

使用systrace + 函数插桩的方式，我们就可以很方便地观察每个方法的耗时，从而针对耗时的方法进行优化，尤其是Application的启动优化。

Chapter08 该项目展示了关闭掉虚拟机的class verify后对性能的影响。

在加载类的过程有一个verify class的步骤，它需要校验方法的每一个指令，是一个比较耗时的操作。这个例子就是通过Hook去掉verify这个步骤。该例子尽量在Dalvik下执行，在ART下的效果并不明显。

去除校验代码（可以参看阿里的Atlas）： AndroidRuntime runtime = AndroidRuntime.getInstance(); runtime.init(this.getApplicationContext(), true); runtime.setVerificationEnabled(false);

具体运行效果这里我就不展示了，直接运行体验就可以了。

Chapter12 通过复写Application的

getSharedPreferences 替换系统

SharedPreferences 的实现，核心的优化在于修改了Apply的实现，将多个Apply方法在内存中合并，而不是多次提交。

修改

SharedPreferencesImpl 的Apply部分如下：

public void apply() { // 先调用commitToMemory() final MemoryCommitResult mcr = commitToMemory(); boolean hasDiskWritesInFlight = false; synchronized (SharedPreferencesImpl.this) { // mDiskWritesInFlight大于0说明之前已经有调用过commitToMemory()了 hasDiskWritesInFlight = mDiskWritesInFlight > 0; } // 源码没有这层判断，直接提交。 if (!hasDiskWritesInFlight) { final Runnable awaitCommit = new Runnable() { public void run() { try { mcr.writtenToDiskLatch.await(); } catch (InterruptedException ignored) { } } }; QueuedWork.add(awaitCommit); Runnable postWriteRunnable = new Runnable() { public void run() { awaitCommit.run(); QueuedWork.remove(awaitCommit); } }; SharedPreferencesImpl.this.enqueueDiskWrite(mcr, postWriteRunnable); } // Okay to notify the listeners before it’s hit disk // because the listeners should always get the same // SharedPreferences instance back, which has the // changes reflected in memory. notifyListeners(mcr);

Chapter14

这个是全面解析SQLite的资料，有兴趣的可以下载看看。

Chapter17 该项目展示了如何使用PLT Hook技术来获取网络请求相关信息。

通过PLT Hook，代理Socket相关的几个重要函数：

/// /* 直接 hook 内存中的所有so，但是需要排除掉socket相关方法本身定义的libc(不然会出现循坏) /* plt hook /*/ void hookLoadedLibs() { ALOG(“hook_plt_method”); hook_plt_method_all_lib(“libc.so”, “send”, (hook_func) &socket_send_hook); hook_plt_method_all_lib(“libc.so”, “recv”, (hook_func) &socket_recv_hook); hook_plt_method_all_lib(“libc.so”, “sendto”, (hook_func) &socket_sendto_hook); hook_plt_method_all_lib(“libc.so”, “recvfrom”, (hook_func) &socket_recvfrom_hook); hook_plt_method_all_lib(“libc.so”, “connect”, (hook_func) &socket_connect_hook); }

int hook_plt_method_all_lib(const char/* exclueLibname, const char/* name, hook_func hook) { if (refresh_shared_libs()) { // Could not properly refresh the cache of shared library data return -1; } int failures = 0; for (auto const& lib : allSharedLibs()) { if (strcmp(lib.first.c_str(), exclueLibname) != 0) { failures += hook_plt_method(lib.first.c_str(), name, hook); } } return failures; }

运行项目，访问百度的域名https://www.baidu.com，输出如下：

17:08:28.347 12145-12163/com.dodola.socket E/HOOOOOOOOK: socket_connect_hook sa_family: 10 17:08:28.349 12145-12163/com.dodola.socket E/HOOOOOOOOK: stack:com.dodola.socket.SocketHook.getStack(SocketHook.java:13) java.net.PlainSocketImpl.socketConnect(Native Method) java.net.AbstractPlainSocketImpl.doConnect(AbstractPlainSocketImpl.java:334) java.net.AbstractPlainSocketImpl.connectToAddress(AbstractPlainSocketImpl.java:196) java.net.AbstractPlainSocketImpl.connect(AbstractPlainSocketImpl.java:178) java.net.SocksSocketImpl.connect(SocksSocketImpl.java:356) java.net.Socket.connect(Socket.java:586) com.android.okhttp.internal.Platform.connectSocket(Platform.java:113) com.android.okhttp.Connection.connectSocket(Connection.java:196) com.android.okhttp.Connection.connect(Connection.java:172) com.android.okhttp.Connection.connectAndSetOwner(Connection.java:367) com.android.okhttp.OkHttpClient$1.connectAndSetOwner(OkHttpClient.java:130) com.android.okhttp.internal.http.HttpEngine.connect(HttpEngine.java:329) com.android.okhttp.internal.http.HttpEngine.sendRequest(HttpEngine.java:246) com.android.okhttp.internal.huc.HttpURLConnectionImpl.execute(HttpURLConnection AF_INET6 ipv6 IP===>183.232.231.173:443 socket_connect_hook sa_family: 1 Ignore local socket connect 02-07 17:08:28.637 12145-12163/com.dodola.socket E/HOOOOOOOOK: respond:<!DOCTYPE html> <html><head>百度一下,你就知道

可以看到我们获取到了网络请求的相关信息。

最后，我们可以通过Connect函数的hook，实现很多需求，例如：

  • 禁用应用网络访问
  • 过滤广告IP
  • 禁用定位功能

Chapter19 使用Java Hook实现Alarm、WakeLock与GPS的耗电监控。

实现原理

根据老师提供的提示信息，动态代理对应的PowerManager、AlarmManager、LocationManager的

mService 实现，要拦截的方法在PowerManagerService、AlarmManagerService、LocationManagerService中。

实现核心代码： Object oldObj = mHostContext.getSystemService(Context.XXX_SERVICE); Class<?> clazz = oldObj.getClass(); Field field = clazz.getDeclaredField(“mService”); field.setAccessible(true); final Object mService = field.get(oldObj); setProxyObj(mService); Object newObj = Proxy.newProxyInstance(this.getClass().getClassLoader(), mService.getClass().getInterfaces(), this); field.set(oldObj, newObj)

写了几个调用方法去触发，通过判断对应的方法名来做堆栈信息的输出。

输出的堆栈信息如下：

当然，强大的Studio在3.2后也有了强大的耗电量分析器，同样可以监测到这些信息，如下图所示（我使用的Studio版本为3.3）。

实现不足之处：

  • 可能兼容性上不是特别完善（期待老师的标准答案）。
  • 没有按照耗电监控的规则去做一些业务处理。

心得体会：

  • 本身并不复杂，只是为了找到Hook点，看了对应的Service源码耗费了一些时间，对于它们的工作流程有了更深的认识。
  • 平时也很少使用动态代理，这回查漏补缺，一次用了个爽。

这个作业前前后后用了一天时间，之前作业还有一些同学提供PR，所以相对轻松些，但这次没有参考，走了点弯路，不过收获也是巨大的。我就不细说了，感兴趣的话可以参考我的实现。完整代码参见GitHub，仅供参考。

参考

  • [练习Sample跑起来 热点问题答疑第3期](https://time.geekbang.org/column/article/76413)
  • [练习Sample跑起来 热点问题答疑第4期](https://time.geekbang.org/column/article/79331)

参考资料

https://learn.lianglianglee.com/%e4%b8%93%e6%a0%8f/Android%e5%bc%80%e5%8f%91%e9%ab%98%e6%89%8b%e8%af%be/%e7%bb%83%e4%b9%a0Sample%e8%b7%91%e8%b5%b7%e6%9d%a5%20%e5%94%af%e9%b9%bf%e5%90%8c%e5%ad%a6%e7%9a%84%e7%bb%83%e4%b9%a0%e6%89%8b%e8%ae%b0%20%e7%ac%ac2%e8%be%91.md