# 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**](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: 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**](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)