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v0.6.5
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概述
本篇文章是 腾讯开源的 APM 框架 Matrix 系列文章的开篇，将对 matrix-trace-canary这个模块的代码进行阅读。我们知道 gradle plugin 的入口肯定是继承了 Plugin 的类，在 matrix-trace-canary 中就对应的是 MatrixPlugin ,下面我们就从这个类开始阅读。
1. MatrixPlugin
MatrixPlugin 只有apply一个方法，该方法做了 创建Extension 和 注册 Task两件事
void apply(Project project) {
//创建 extension
project.extensions.create("matrix", MatrixExtension)
project.matrix.extensions.create("trace", MatrixTraceExtension)
project.matrix.extensions.create("removeUnusedResources", MatrixDelUnusedResConfiguration)
....
project.afterEvaluate {
....
android.applicationVariants.all { variant ->
if (configuration.trace.enable) {
//注入MatrixTraceTransform 【见2.1】
com.tencent.matrix.trace.transform.MatrixTraceTransform.inject(project, configuration.trace, variant.getVariantData().getScope())
}
//移除无用资源 可用 【见7.1】
if (configuration.removeUnusedResources.enable) {
if (Util.isNullOrNil(configuration.removeUnusedResources.variant) || variant.name.equalsIgnoreCase(configuration.removeUnusedResources.variant)) {
Log.i(TAG, "removeUnusedResources %s", configuration.removeUnusedResources)
RemoveUnusedResourcesTask removeUnusedResourcesTask = project.tasks.create("remove" + variant.name.capitalize() + "UnusedResources", RemoveUnusedResourcesTask)
removeUnusedResourcesTask.inputs.property(RemoveUnusedResourcesTask.BUILD_VARIANT, variant.name)
project.tasks.add(removeUnusedResourcesTask)
removeUnusedResourcesTask.dependsOn variant.packageApplication
variant.assemble.dependsOn removeUnusedResourcesTask
}
}
}
}
}
2. MatrixTraceTransform
MatrixTraceTransform 继承了 Transform， 该类中hook了 系统构建Dex 的 Transform 并配合 ASM 框架 ，插入方法执行时间记录的字节码，这一系列内容将是本文的重点。
2.1 MatrixTraceTransform.inject
public static void inject(Project project, MatrixTraceExtension extension, VariantScope variantScope) {
...
//收集配置信息
Configuration config = new Configuration.Builder()
.setPackageName(variant.getApplicationId())//包名
.setBaseMethodMap(extension.getBaseMethodMapFile())//build.gradle 中配置的 baseMethodMapFile ,保存的是 我们指定需要被 插桩的方法
.setBlackListFile(extension.getBlackListFile())//build.gradle 中配置的 blackListFile ，保存的是 不需要插桩的文件
.setMethodMapFilePath(mappingOut + "/methodMapping.txt")// 记录插桩 methodId 和 method的 关系
.setIgnoreMethodMapFilePath(mappingOut + "/ignoreMethodMapping.txt")// 记录 没有被 插桩的方法
.setMappingPath(mappingOut) //mapping文件存储目录
.setTraceClassOut(traceClassOut)//插桩后的 class存储目录
.build();
try {
// 获取 TransformTask.. 具体名称 如：transformClassesWithDexBuilderForDebug 和 transformClassesWithDexForDebug
// 具体是哪一个 应该和 gradle的版本有关
// 在该 task之前 proguard 操作 已经完成
String[] hardTask = getTransformTaskName(extension.getCustomDexTransformName(), variant.getName());
for (Task task : project.getTasks()) {
for (String str : hardTask) {
// 找到 task 并进行 hook
if (task.getName().equalsIgnoreCase(str) && task instanceof TransformTask) {
TransformTask transformTask = (TransformTask) task;
Log.i(TAG, "successfully inject task:" + transformTask.getName());
Field field = TransformTask.class.getDeclaredField("transform");
field.setAccessible(true);
// 将 系统的 "transformClassesWithDexBuilderFor.."和"transformClassesWithDexFor.."
// 中的 transform 替换为 MatrixTraceTransform(也就是当前类) 【见2.2】
field.set(task, new MatrixTraceTransform(config, transformTask.getTransform()));
break;
}
}
}
} catch (Exception e) {
Log.e(TAG, e.toString());
}
}
2.2 MatrixTraceTransform 构造方法
MatrixTraceTransform 中保存了，被hook的 Transform ，因为需要执行完 MatrixTraceTransform 的内容后，再恢复原流程。
public MatrixTraceTransform(Configuration config, Transform origTransform) {
//配置
this.config = config;
//原始Transform 也就是被 hook的 Transform
this.origTransform = origTransform;
}
3. MatrixTraceTransform.transform
上面将的MatrixTraceTransform.inject()发生在gradle 的评估期 ，也就是说在评估期已经确认了 整个 gradle Task的执行顺序，在运行期的话 gradle 会回调 Transform 的 transform方法，下面我么一起来看看。
@Override
public void transform(TransformInvocation transformInvocation) throws TransformException, InterruptedException, IOException {
super.transform(transformInvocation);
...
try {
// 【见3.1】
doTransform(transformInvocation);
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
...
//执行原来应该执行的 Transform 的 transform 方法
origTransform.transform(transformInvocation);
...
}
3.1 MatrixTraceTransform.doTransform
doTransform 方法的功能可被分为三步
- 解析mapping 文件记录 混淆前后方法的对应关系 并 替换文件目录
- 收集需要插桩和不需要插桩的方法记录在 mapping文件中 并 收集类之间的继承关系
- 进行字节码插桩
private void doTransform(TransformInvocation transformInvocation) throws ExecutionException, InterruptedException {
//是否增量编译
final boolean isIncremental = transformInvocation.isIncremental() && this.isIncremental();
/**
* step 1
* 1. 解析mapping 文件混淆后方法对应关系
* 2. 替换文件目录
*/
long start = System.currentTimeMillis();
List futures = new LinkedList<>();
// 存储 混淆前方法、混淆后方法的映射关系
final MappingCollector mappingCollector = new MappingCollector();
// methodId 计数器
final AtomicInteger methodId = new AtomicInteger(0);
// 存储 需要插桩的 方法名 和 方法的封装对象TraceMethod
final ConcurrentHashMap collectedMethodMap = new ConcurrentHashMap<>();
// 将 ParseMappingTask 放入线程池
futures.add(executor.submit(new ParseMappingTask(mappingCollector, collectedMethodMap, methodId)));
//存放原始 源文件 和 输出 源文件的 对应关系
Map dirInputOutMap = new ConcurrentHashMap<>();
//存放原始jar文件和 输出jar文件 对应关系
Map jarInputOutMap = new ConcurrentHashMap<>();
Collection inputs = transformInvocation.getInputs();
for (TransformInput input : inputs) {
for (DirectoryInput directoryInput : input.getDirectoryInputs()) {
//【见4.1】
futures.add(executor.submit(new CollectDirectoryInputTask(dirInputOutMap, directoryInput, isIncremental)));
}
for (JarInput inputJar : input.getJarInputs()) {
//【见4.3】
futures.add(executor.submit(new CollectJarInputTask(inputJar, isIncremental, jarInputOutMap, dirInputOutMap)));
}
}
for (Future future : futures) {
// 等待所有线程 运行完毕
future.get();
}
//清空任务
futures.clear();
Log.i(TAG, "[doTransform] Step(1)[Parse]... cost:%sms", System.currentTimeMillis() - start);
/**
* step 2
* 1. 收集需要插桩和不需要插桩的方法，并记录在 mapping文件中
* 2. 收集类之间的继承关系
*/
start = System.currentTimeMillis();
//收集需要插桩的方法信息，每个插桩信息封装成TraceMethod对象
MethodCollector methodCollector = new MethodCollector(executor, mappingCollector, methodId, config, collectedMethodMap);
//【见5.1】
methodCollector.collect(dirInputOutMap.keySet(), jarInputOutMap.keySet());
Log.i(TAG, "[doTransform] Step(2)[Collection]... cost:%sms", System.currentTimeMillis() - start);
/**
* step 3 插桩字节码
*/
start = System.currentTimeMillis();
//执行插桩逻辑，在需要插桩方法的入口、出口添加MethodBeat的i/o逻辑
MethodTracer methodTracer = new MethodTracer(executor, mappingCollector, config, methodCollector.getCollectedMethodMap(), methodCollector.getCollectedClassExtendMap());
//【见6.1】
methodTracer.trace(dirInputOutMap, jarInputOutMap);
Log.i(TAG, "[doTransform] Step(3)[Trace]... cost:%sms", System.currentTimeMillis() - start);
}
4. CollectDirectoryInputTask
4.1 CollectDirectoryInputTask.run
public void run() {
try {
//【见4.2】
handle();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
Log.e("Matrix." + getName(), "%s", e.toString());
}
}
4.2 CollectDirectoryInputTask.handle
该方法会通过反射 修改 输入文件的 属性，在增量编译模式下会修改 file 和
changedFiles两个属性 ，在全量编译模式下 只会修改 file 这一个属性
private void handle() throws IOException, IllegalAccessException, NoSuchFieldException, ClassNotFoundException {
//获取原始文件
final File dirInput = directoryInput.getFile();
//创建输出文件
final File dirOutput = new File(traceClassOut, dirInput.getName());
final String inputFullPath = dirInput.getAbsolutePath();
final String outputFullPath = dirOutput.getAbsolutePath();
....
if (isIncremental) {//增量更新，只 操作有改动的文件
Map fileStatusMap = directoryInput.getChangedFiles();
//保存输出文件和其状态的 map
final Map outChangedFiles = new HashMap<>();
for (Map.Entry entry : fileStatusMap.entrySet()) {
final Status status = entry.getValue();
final File changedFileInput = entry.getKey();
final String changedFileInputFullPath = changedFileInput.getAbsolutePath();
//增量编译模式下之前的build输出已经重定向到dirOutput；替换成output的目录
final File changedFileOutput = new File(changedFileInputFullPath.replace(inputFullPath, outputFullPath));
if (status == Status.ADDED || status == Status.CHANGED) {
//新增、修改的Class文件，此次需要扫描
dirInputOutMap.put(changedFileInput, changedFileOutput);
} else if (status == Status.REMOVED) {
//删除的Class文件，将文件直接删除
changedFileOutput.delete();
}
outChangedFiles.put(changedFileOutput, status);
}
//使用反射 替换directoryInput的 改动文件目录
replaceChangedFile(directoryInput, outChangedFiles);
} else {
//全量编译模式下，所有的Class文件都需要扫描
dirInputOutMap.put(dirInput, dirOutput);
}
//反射input，将dirOutput设置为其输出目录
replaceFile(directoryInput, dirOutput);
}
4.3 CollectJarInputTask.run
CollectJarInputTask的工作和 CollectDirectoryInputTask基本上是一样的，只不过操作目标从文件夹换成了 jar
@Override
public void run() {
try {
【见4.4】
handle();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
Log.e("Matrix." + getName(), "%s", e.toString());
}
}
4.4 CollectJarInputTask.handle
private void handle() throws IllegalAccessException, NoSuchFieldException, ClassNotFoundException, IOException {
// traceClassOut 文件夹地址
String traceClassOut = config.traceClassOut;
final File jarInput = inputJar.getFile();
//创建唯一的 文件
final File jarOutput = new File(traceClassOut, getUniqueJarName(jarInput));
....
if (IOUtil.isRealZipOrJar(jarInput)) {
if (isIncremental) {//是增量
if (inputJar.getStatus() == Status.ADDED || inputJar.getStatus() == Status.CHANGED) {
//存放到 jarInputOutMap 中
jarInputOutMap.put(jarInput, jarOutput);
} else if (inputJar.getStatus() == Status.REMOVED) {
jarOutput.delete();
}
} else {
//存放到 jarInputOutMap 中
jarInputOutMap.put(jarInput, jarOutput);
}
} else {// 专门用于 处理 WeChat AutoDex.jar 文件 可以略过，意义不大
....
}
//将 inputJar 的 file 属性替换为 jarOutput
replaceFile(inputJar, jarOutput);
}
5. MethodCollector
5.1 MethodCollector.collect
//存储 类->父类 的map（用于查找Activity的子类）
private final ConcurrentHashMap collectedClassExtendMap = new ConcurrentHashMap<>();
//存储 被忽略方法名 -> 该方法TraceMethod 的映射关系
private final ConcurrentHashMap collectedIgnoreMethodMap = new ConcurrentHashMap<>();
//存储 需要插桩方法名 -> 该方法TraceMethod 的映射关系
private final ConcurrentHashMap collectedMethodMap;
private final Configuration configuration;
private final AtomicInteger methodId;
// 被忽略方法计数器
private final AtomicInteger ignoreCount = new AtomicInteger();
//需要插桩方法 计数器
private final AtomicInteger incrementCount = new AtomicInteger();
....
/**
*
* @param srcFolderList 原始文件集合
* @param dependencyJarList 原始 jar 集合
* @throws ExecutionException
* @throws InterruptedException
*/
public void collect(Set srcFolderList, Set dependencyJarList) throws ExecutionException, InterruptedException {
List futures = new LinkedList<>();
for (File srcFile : srcFolderList) {
//将所有源文件添加到 classFileList 中
ArrayList classFileList = new ArrayList<>();
if (srcFile.isDirectory()) {
listClassFiles(classFileList, srcFile);
} else {
classFileList.add(srcFile);
}
//这里应该是个bug，这个for 应该防止撒谎给你吗那个for 的外面
for (File classFile : classFileList) {
// 每个源文件执行 CollectSrcTask 【见5.2】
futures.add(executor.submit(new CollectSrcTask(classFile)));
}
}
for (File jarFile : dependencyJarList) {
// 每个jar 源文件执行 CollectJarTask 【见5.5】
futures.add(executor.submit(new CollectJarTask(jarFile)));
}
for (Future future : futures) {
future.get();
}
futures.clear();
futures.add(executor.submit(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//存储不需要插桩的方法信息到文件（包括黑名单中的方法） 【见5.6】
saveIgnoreCollectedMethod(mappingCollector);
}
}));
futures.add(executor.submit(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//存储待插桩的方法信息到文件 【见5.7】
saveCollectedMethod(mappingCollector);
}
}));
for (Future future : futures) {
future.get();
}
futures.clear();
}
5.2 CollectSrcTask.run
public void run() {
InputStream is = null;
try {
is = new FileInputStream(classFile);
ClassReader classReader = new ClassReader(is);
ClassWriter classWriter = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_MAXS);
//收集Method信息 【见5.3】
ClassVisitor visitor = new TraceClassAdapter(Opcodes.ASM5, classWriter);
classReader.accept(visitor, 0);
} catch (Exception e) {
...
}
5.3 TraceClassAdapter.visit
到 TraceClassAdapter 类的时候就到了 ASM 框架 发挥作用的时候了，ASM 在扫描类的时候 会依次回调 visit 和 visitMethod 方法
private class TraceClassAdapter extends ClassVisitor {
....
public void visit(int version, int access, String name, String signature, String superName, String[] interfaces) {
super.visit(version, access, name, signature, superName, interfaces);
this.className = name;
//如果是虚拟类或者接口 isABSClass =true
if ((access & Opcodes.ACC_ABSTRACT) > 0 || (access & Opcodes.ACC_INTERFACE) > 0) {
this.isABSClass = true;
}
//存到 collectedClassExtendMap 中
collectedClassExtendMap.put(className, superName);
}
@Override
public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String desc,
String signature, String[] exceptions) {
if (isABSClass) {//如果是虚拟类或者接口 就不管
return super.visitMethod(access, name, desc, signature, exceptions);
} else {
if (!hasWindowFocusMethod) {
//该方法是否与onWindowFocusChange方法的签名一致
// （该类中是否复写了onWindowFocusChange方法，Activity不用考虑Class混淆)
hasWindowFocusMethod = isWindowFocusChangeMethod(name, desc);
}
//CollectMethodNode中执行method收集操作 【见5.4】
return new CollectMethodNode(className, access, name, desc, signature, exceptions);
}
}
}
5.4 CollectMethodNode
CollectMethodNode继承了MethodNode ，ASM框架在扫描方法的时候会回调 MethodNode 中的 visitEnd 方法
private class CollectMethodNode extends MethodNode {
....
@Override
public void visitEnd() {
super.visitEnd();
//创建TraceMethod
TraceMethod traceMethod = TraceMethod.create(0, access, className, name, desc);
//如果是构造方法
if ("".equals(name)) {
isConstructor = true;
}
//判断类是否 被配置在了 黑名单中
boolean isNeedTrace = isNeedTrace(configuration, traceMethod.className, mappingCollector);
//忽略空方法、get/set方法、没有局部变量的简单方法
if ((isEmptyMethod() || isGetSetMethod() || isSingleMethod())
&& isNeedTrace) {
//忽略方法递增
ignoreCount.incrementAndGet();
//加入到被忽略方法 map
collectedIgnoreMethodMap.put(traceMethod.getMethodName(), traceMethod);
return;
}
//不在黑名单中而且没在在methodMapping中配置过的方法加入待插桩的集合；
if (isNeedTrace && !collectedMethodMap.containsKey(traceMethod.getMethodName())) {
traceMethod.id = methodId.incrementAndGet();
collectedMethodMap.put(traceMethod.getMethodName(), traceMethod);
incrementCount.incrementAndGet();
} else if (!isNeedTrace && !collectedIgnoreMethodMap.containsKey(traceMethod.className)) {//在黑名单中而且没在在methodMapping中配置过的方法加入ignore插桩的集合
ignoreCount.incrementAndGet();
collectedIgnoreMethodMap.put(traceMethod.getMethodName(), traceMethod);
}
}
.....
}
5.5 CollectJarTask.run
CollectJarTask 和 CollectSrcTask 一样都会 调用到 TraceClassAdapter进行方法的扫描
public void run() {
ZipFile zipFile = null;
try {
zipFile = new ZipFile(fromJar);
Enumeration enumeration = zipFile.entries();
while (enumeration.hasMoreElements()) {
ZipEntry zipEntry = enumeration.nextElement();
String zipEntryName = zipEntry.getName();
if (isNeedTraceFile(zipEntryName)) {//是需要被插桩的文件
InputStream inputStream = zipFile.getInputStream(zipEntry);
ClassReader classReader = new ClassReader(inputStream);
ClassWriter classWriter = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_MAXS);
//进行扫描 【见5.3】
ClassVisitor visitor = new TraceClassAdapter(Opcodes.ASM5, classWriter);
classReader.accept(visitor, 0);
}
}
}
....
5.6 MethodCollector.saveIgnoreCollectedMethod
saveIgnoreCollectedMethod 方法很简单，就是将前面手机的 被忽略的方法内容写到 ignoreMethodMapping.txt 中
/**
* 将被忽略的 方法名 存入 ignoreMethodMapping.txt 中
* @param mappingCollector
*/
private void saveIgnoreCollectedMethod(MappingCollector mappingCollector) {
//创建 ignoreMethodMapping.txt 文件对象
File methodMapFile = new File(configuration.ignoreMethodMapFilePath);
//如果他爸不存在就创建
if (!methodMapFile.getParentFile().exists()) {
methodMapFile.getParentFile().mkdirs();
}
List ignoreMethodList = new ArrayList<>();
ignoreMethodList.addAll(collectedIgnoreMethodMap.values());
Log.i(TAG, "[saveIgnoreCollectedMethod] size:%s path:%s", collectedIgnoreMethodMap.size(), methodMapFile.getAbsolutePath());
//通过class名字进行排序
Collections.sort(ignoreMethodList, new Comparator() {
@Override
public int compare(TraceMethod o1, TraceMethod o2) {
return o1.className.compareTo(o2.className);
}
});
PrintWriter pw = null;
try {
FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(methodMapFile, false);
Writer w = new OutputStreamWriter(fileOutputStream, "UTF-8");
pw = new PrintWriter(w);
pw.println("ignore methods:");
for (TraceMethod traceMethod : ignoreMethodList) {
//将 混淆过的数据 转换为 原始数据
traceMethod.revert(mappingCollector);
//输出忽略信息到 文件中
pw.println(traceMethod.toIgnoreString());
}
} catch (Exception e) {
Log.e(TAG, "write method map Exception:%s", e.getMessage());
e.printStackTrace();
} finally {
if (pw != null) {
pw.flush();
pw.close();
}
}
}
5.7 MethodCollector.saveCollectedMethod
saveCollectedMethod是将需要插桩的方法写入 methodMapping.txt
/**
* 将被插桩的 方法名 存入 methodMapping.txt 中
* @param mappingCollector
*/
private void saveCollectedMethod(MappingCollector mappingCollector) {
File methodMapFile = new File(configuration.methodMapFilePath);
if (!methodMapFile.getParentFile().exists()) {
methodMapFile.getParentFile().mkdirs();
}
List methodList = new ArrayList<>();
//因为Android包下的 都不会被插装，但是我们需要 dispatchMessage 方法的执行时间
//所以将这个例外 加进去
TraceMethod extra = TraceMethod.create(TraceBuildConstants.METHOD_ID_DISPATCH, Opcodes.ACC_PUBLIC, "android.os.Handler",
"dispatchMessage", "(Landroid.os.Message;)V");
collectedMethodMap.put(extra.getMethodName(), extra);
methodList.addAll(collectedMethodMap.values());
Log.i(TAG, "[saveCollectedMethod] size:%s incrementCount:%s path:%s", collectedMethodMap.size(), incrementCount.get(), methodMapFile.getAbsolutePath());
//通过ID 进行排序
Collections.sort(methodList, new Comparator() {
@Override
public int compare(TraceMethod o1, TraceMethod o2) {
return o1.id - o2.id;
}
});
PrintWriter pw = null;
try {
FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(methodMapFile, false);
Writer w = new OutputStreamWriter(fileOutputStream, "UTF-8");
pw = new PrintWriter(w);
for (TraceMethod traceMethod : methodList) {
traceMethod.revert(mappingCollector);
pw.println(traceMethod.toString());
}
} catch (Exception e) {
Log.e(TAG, "write method map Exception:%s", e.getMessage());
e.printStackTrace();
} finally {
if (pw != null) {
pw.flush();
pw.close();
}
}
}
6. MethodTracer.trace
trace 方法就是真正开始插桩
public void trace(Map srcFolderList, Map dependencyJarList) throws ExecutionException, InterruptedException {
List futures = new LinkedList<>();
//对源文件进行插桩 【见6.1】
traceMethodFromSrc(srcFolderList, futures);
//对jar进行插桩 【见6.5】
traceMethodFromJar(dependencyJarList, futures);
for (Future future : futures) {
future.get();
}
futures.clear();
}
6.1 MethodTracer.traceMethodFromSrc
private void traceMethodFromSrc(Map srcMap, List futures) {
if (null != srcMap) {
for (Map.Entry entry : srcMap.entrySet()) {
futures.add(executor.submit(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//【见6.2】
innerTraceMethodFromSrc(entry.getKey(), entry.getValue());
}
}));
}
}
}
6.2 MethodTracer.innerTraceMethodFromSrc
private void innerTraceMethodFromSrc(File input, File output) {
for (File classFile : classFileList) {
InputStream is = null;
FileOutputStream os = null;
try {
//原始文件全路径
final String changedFileInputFullPath = classFile.getAbsolutePath();
//插桩后文件
final File changedFileOutput = new File(changedFileInputFullPath.replace(input.getAbsolutePath(), output.getAbsolutePath()));
if (!changedFileOutput.exists()) {
changedFileOutput.getParentFile().mkdirs();
}
changedFileOutput.createNewFile();
if (MethodCollector.isNeedTraceFile(classFile.getName())) {//需要插桩
is = new FileInputStream(classFile);
ClassReader classReader = new ClassReader(is);
ClassWriter classWriter = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_MAXS);
// TraceClassAdapter 进行插桩 【见6.3】
ClassVisitor classVisitor = new TraceClassAdapter(Opcodes.ASM5, classWriter);
classReader.accept(classVisitor, ClassReader.EXPAND_FRAMES);
is.close();
if (output.isDirectory()) {
os = new FileOutputStream(changedFileOutput);
} else {
os = new FileOutputStream(output);
}
//将修改后的内容写入到 插装后的文件中
os.write(classWriter.toByteArray());
os.close();
} else {//不需要插桩，直接copy
FileUtil.copyFileUsingStream(classFile, changedFileOutput);
}
} catch (Exception e) {
}
}
}
6.3 TraceClassAdapter
private class TraceClassAdapter extends ClassVisitor {
private String className;
private boolean isABSClass = false;
private boolean hasWindowFocusMethod = false;
private boolean isActivityOrSubClass;
private boolean isNeedTrace;
TraceClassAdapter(int i, ClassVisitor classVisitor) {
super(i, classVisitor);
}
@Override
public void visit(int version, int access, String name, String signature, String superName, String[] interfaces) {
super.visit(version, access, name, signature, superName, interfaces);
this.className = name;
//是否是 activity 或者其 子类
this.isActivityOrSubClass = isActivityOrSubClass(className, collectedClassExtendMap);
//是否需要被插桩
this.isNeedTrace = MethodCollector.isNeedTrace(configuration, className, mappingCollector);
//是否是抽象类、接口
if ((access & Opcodes.ACC_ABSTRACT) > 0 || (access & Opcodes.ACC_INTERFACE) > 0) {
this.isABSClass = true;
}
}
@Override
public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String desc,
String signature, String[] exceptions) {
//抽象类、接口不插桩
if (isABSClass) {
return super.visitMethod(access, name, desc, signature, exceptions);
} else {
if (!hasWindowFocusMethod) {
//是否是onWindowFocusChange方法
hasWindowFocusMethod = MethodCollector.isWindowFocusChangeMethod(name, desc);
}
MethodVisitor methodVisitor = cv.visitMethod(access, name, desc, signature, exceptions);
//【见6.4】
return new TraceMethodAdapter(api, methodVisitor, access, name, desc, this.className,
hasWindowFocusMethod, isActivityOrSubClass, isNeedTrace);
}
}
@Override
public void visitEnd() {
//如果Activity的子类没有onWindowFocusChange方法，插入一个onWindowFocusChange方法
if (!hasWindowFocusMethod && isActivityOrSubClass && isNeedTrace) {
insertWindowFocusChangeMethod(cv, className);
}
super.visitEnd();
}
}
6.4 TraceMethodAdapter
private class TraceMethodAdapter extends AdviceAdapter {
.....
//函数入口处添加 AppMethodBeat.i（）方法
@Override
protected void onMethodEnter() {
TraceMethod traceMethod = collectedMethodMap.get(methodName);
if (traceMethod != null) {
//traceMethodCount +1
traceMethodCount.incrementAndGet();
mv.visitLdcInsn(traceMethod.id);
mv.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, TraceBuildConstants.MATRIX_TRACE_CLASS, "i", "(I)V", false);
}
}
//函数出口处添加 AppMethodBeat.O（）方法
@Override
protected void onMethodExit(int opcode) {
TraceMethod traceMethod = collectedMethodMap.get(methodName);
if (traceMethod != null) {
//是 onWindowFocusChanged 方法 则在出口添加 AppMethodBeat.at()
if (hasWindowFocusMethod && isActivityOrSubClass && isNeedTrace) {
TraceMethod windowFocusChangeMethod = TraceMethod.create(-1, Opcodes.ACC_PUBLIC, className,
TraceBuildConstants.MATRIX_TRACE_ON_WINDOW_FOCUS_METHOD, TraceBuildConstants.MATRIX_TRACE_ON_WINDOW_FOCUS_METHOD_ARGS);
if (windowFocusChangeMethod.equals(traceMethod)) {
traceWindowFocusChangeMethod(mv, className);
}
}
//traceMethodCount +1
traceMethodCount.incrementAndGet();
mv.visitLdcInsn(traceMethod.id);
mv.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, TraceBuildConstants.MATRIX_TRACE_CLASS, "o", "(I)V", false);
}
}
}
6.5 MethodTracer.traceMethodFromJar
private void traceMethodFromJar(Map dependencyMap, List futures) {
if (null != dependencyMap) {
for (Map.Entry entry : dependencyMap.entrySet()) {
futures.add(executor.submit(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//【见6.6】
innerTraceMethodFromJar(entry.getKey(), entry.getValue());
}
}));
}
}
}
6.6 MethodTracer.innerTraceMethodFromJar
private void innerTraceMethodFromJar(File input, File output) {
Enumeration enumeration = zipFile.entries();
while (enumeration.hasMoreElements()) {
ZipEntry zipEntry = enumeration.nextElement();
String zipEntryName = zipEntry.getName();
if (MethodCollector.isNeedTraceFile(zipEntryName)) {
InputStream inputStream = zipFile.getInputStream(zipEntry);
ClassReader classReader = new ClassReader(inputStream);
ClassWriter classWriter = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_MAXS);
// 【见6.3】
ClassVisitor classVisitor = new TraceClassAdapter(Opcodes.ASM5, classWriter);
classReader.accept(classVisitor, ClassReader.EXPAND_FRAMES);
byte[] data = classWriter.toByteArray();
InputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(data);
ZipEntry newZipEntry = new ZipEntry(zipEntryName);
FileUtil.addZipEntry(zipOutputStream, newZipEntry, byteArrayInputStream);
} else {
InputStream inputStream = zipFile.getInputStream(zipEntry);
ZipEntry newZipEntry = new ZipEntry(zipEntryName);
//直接copy jar 到插装过后的 存放区
FileUtil.addZipEntry(zipOutputStream, newZipEntry, inputStream);
}
}
}
7.1
未完待续。。
总结
- Matrix 在 gradle 的评估期 hook 系统 生成dex 的 Task 为自定义的 Task，并在执行完相关流程后，再执行回原有Task，将控制权交还给系统。
- Matrix 使用 Transform 配合 ASM 完成 侵入编译流程进行字节码插入操作。
系列文章
- 腾讯 Apm 框架 Matrix 源码阅读 - gradle插件
- 腾讯 Apm 框架 Matrix 源码阅读 - 架构解析
- 腾讯 Apm 框架 Matrix 源码阅读 - TracePlugin 架构解析
- 腾讯 Apm 框架 Matrix 源码阅读 - TracePlugin 之 FrameTracer
- 腾讯 Apm 框架 Matrix 源码阅读 - TracePlugin 之 StartupTracer
- 腾讯 Apm 框架 Matrix 源码阅读 - TracePlugin 之 AnrTracer
- 腾讯 Apm 框架 Matrix 源码阅读 - TracePlugin 之 上报字段含义
参考资料
- 推荐 Matrix 源码完整注释
- Matrix Android TraceCanary
- Matrix源码分析-Trace Canary