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2 years ago
# 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](https://time.geekbang.org/column/article/83742)今天练习68、12、17、19这六期内容主要针对有课后Sample练习的相比15期轻松了很多。
[**Chapter06**](https://github.com/AndroidAdvanceWithGeektime/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](https://github.com/facebookincubator/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](https://github.com/AndroidAdvanceWithGeektime/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**](https://github.com/AndroidAdvanceWithGeektime/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:
![](https://static001.geekbang.org/resource/image/65/a5/6587c2a9e0d4cae3b5336cbf9ef91da5.jpeg)
插桩后:
![](https://static001.geekbang.org/resource/image/08/13/0895158565b8548d86d2e076325c0713.jpeg)
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](https://developer.android.google.cn/reference/android/support/v4/os/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
```
![](https://static001.geekbang.org/resource/image/d1/0e/d17230ca7e70b399101b1ce66dd35e0e.jpeg)
最后打开生成的test.log.html文件就可以查看systrace记录
![](https://static001.geekbang.org/resource/image/e0/4b/e093fc650bfeafd053eb845a1b1d9c4b.jpeg)
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**](https://github.com/AndroidAdvanceWithGeektime/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](https://github.com/alibaba/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**](https://github.com/AndroidAdvanceWithGeektime/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**](https://github.com/AndroidAdvanceWithGeektime/Chapter14)
这个是全面解析SQLite的资料有兴趣的可以下载看看。
[**Chapter17**](https://github.com/AndroidAdvanceWithGeektime/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](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><!--STATUS OK--><head><meta charset="utf-8"><title>百度一下,你就知道</title>
```
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**](https://github.com/AndroidAdvanceWithGeektime/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](http://androidxref.com/7.0.0_r1/xref/frameworks/base/core/java/android/os/PowerManager.java)、[AlarmManager](http://androidxref.com/7.0.0_r1/xref/frameworks/base/core/java/android/app/AlarmManager.java)、[LocationManager](http://androidxref.com/7.0.0_r1/xref/frameworks/base/location/java/android/location/LocationManager.java)的`mService`实现,要拦截的方法在[PowerManagerService](http://androidxref.com/7.0.0_r1/xref/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/power/PowerManagerService.java)、[AlarmManagerService](http://androidxref.com/7.0.0_r1/xref/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/AlarmManagerService.java)、[LocationManagerService](http://androidxref.com/7.0.0_r1/xref/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/LocationManagerService.java)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:
![](https://static001.geekbang.org/resource/image/43/b7/43e081eacdef050b78b71043c87acdb7.png)
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)。
![](https://static001.geekbang.org/resource/image/82/3d/82b2939991e4c9c729017255fb1cb73d.png)
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](https://github.com/simplezhli/Chapter19),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)