Android开发高手课笔记 - Chapter03

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Android开发高手课 【第三节】 课后作业解析 —— 内存优化

本节主要是讲了内存优化相关的工作，其中比较重要的是内存分配日志的获取，也就是demo中的部分。项目中主要讲了使用一些Hook框架，Hook分配对象时候的 RecordAllocation 方法，在分配对象的时候，计算对象的大小以及分配的对象类名。

Demo首先给分配对象的方法Hook了一个最大值，当超过最大值的时候，就将内存分配dump到本地：

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tracker.initForArt(BuildConfig.VERSION_CODE, 5000);//从 start 开始触发到5000的数据就 dump 到文件中

上面的函数就是将分配对象的最大值设置为5000，当分配对象的数量大于5000的时候，就会讲内存分配的日志dump到本地。

当分配对象达到5000的时候，LogCat会输出如下语句:

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09-27 14:05:44.554 12228-12228/com.dodola.alloctrack I/AllocTracker: artGetRecentAllocations finished
09-27 14:05:44.554 12228-12228/com.dodola.alloctrack I/AllocTracker: artGetRecentAllocations success
09-27 14:05:44.556 12228-12228/com.dodola.alloctrack I/AllocTracker: saveARTAllocationData /storage/emulated/0/crashDump/1569564344 file, fd: 28
09-27 14:05:44.558 12228-12228/com.dodola.alloctrack I/AllocTracker: saveARTAllocationData write file to /storage/emulated/0/crashDump/1569564344

表示 /storage/emulated/0/crashDump/1569564344 就是已经dump下来的日志分配文件了。

接下来使用DumpPrinter，将日志文件解析出来(首先要将日志文件 adb pull 出来：

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java -jar tools/DumpPrinter-1.0.jar 1569564345 > dumpLog.txt

打开之后就可以看到分配对象的内容了：

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Found 988 records:
tid=1 float[] (224 bytes)
    com.android.internal.view.animation.FallbackLUTInterpolator.createLUT (FallbackLUTInterpolator.java:49)
    com.android.internal.view.animation.FallbackLUTInterpolator.createNativeInterpolator (FallbackLUTInterpolator.java:67)
    android.view.RenderNodeAnimator.applyInterpolator (RenderNodeAnimator.java:169)
    android.view.RenderNodeAnimator.start (RenderNodeAnimator.java:185)
    android.graphics.drawable.RippleComponent$RenderNodeAnimatorSet.start (RippleComponent.java:309)
    android.graphics.drawable.RippleComponent.startPendingAnimation (RippleComponent.java:192)
    android.graphics.drawable.RippleComponent.draw (RippleComponent.java:159)
    android.graphics.drawable.RippleDrawable.drawBackgroundAndRipples (RippleDrawable.java:893)
    android.graphics.drawable.RippleDrawable.draw (RippleDrawable.java:694)
    android.view.View.getDrawableRenderNode (View.java:16421)
    android.view.View.drawBackground (View.java:16357)
    android.view.View.draw (View.java:16169)
    android.view.View.updateDisplayListIfDirty (View.java:15174)
    android.view.ViewGroup.recreateChildDisplayList (ViewGroup.java:3593)
    android.view.ViewGroup.dispatchGetDisplayList (ViewGroup.java:3573)
    android.view.View.updateDisplayListIfDirty (View.java:15134)
tid=1 char[] (192 bytes)
    java.lang.AbstractStringBuilder.enlargeBuffer (AbstractStringBuilder.java:95)
    java.lang.AbstractStringBuilder.append0 (AbstractStringBuilder.java:133)
    java.lang.StringBuilder.append (StringBuilder.java:124)
    libcore.reflect.InternalNames.getInternalName (InternalNames.java:84)
    libcore.reflect.AnnotationAccess.getAnnotation (AnnotationAccess.java:193)
    libcore.reflect.AnnotationAccess.isDeclaredAnnotationPresent (AnnotationAccess.java:180)
    libcore.reflect.AnnotationAccess.isAnnotationPresent (AnnotationAccess.java:137)
    java.lang.Class.isAnnotationPresent (Class.java:1228)
    android.view.RenderNodeAnimator.isNativeInterpolator (RenderNodeAnimator.java:158)
    android.view.RenderNodeAnimator.applyInterpolator (RenderNodeAnimator.java:165)
    android.view.RenderNodeAnimator.start (RenderNodeAnimator.java:185)
    android.graphics.drawable.RippleComponent$RenderNodeAnimatorSet.start (RippleComponent.java:309)
    android.graphics.drawable.RippleComponent.startPendingAnimation (RippleComponent.java:192)
    android.graphics.drawable.RippleComponent.draw (RippleComponent.java:159)
    android.graphics.drawable.RippleDrawable.drawBackgroundAndRipples (RippleDrawable.java:893)
    android.graphics.drawable.RippleDrawable.draw (RippleDrawable.java:694)
    ....

这里和使用Android Studio 自带的profile分析的内存是一样的。

接着看一下Hook的native方法的实现：

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void hookFunc() {
    LOGI("start hookFunc");
    void *handle = ndk_dlopen("libart.so", RTLD_LAZY | RTLD_GLOBAL);

    if (!handle) {
        LOGE("libart.so open fail");
        return;
    }
    void *hookRecordAllocation26 = ndk_dlsym(handle,
                                             "_ZN3art2gc20AllocRecordObjectMap16RecordAllocationEPNS_6ThreadEPNS_6ObjPtrINS_6mirror6ObjectEEEj");

    void *hookRecordAllocation24 = ndk_dlsym(handle,
                                             "_ZN3art2gc20AllocRecordObjectMap16RecordAllocationEPNS_6ThreadEPPNS_6mirror6ObjectEj");

    void *hookRecordAllocation23 = ndk_dlsym(handle,
                                             "_ZN3art3Dbg16RecordAllocationEPNS_6ThreadEPNS_6mirror5ClassEj");

    void *hookRecordAllocation22 = ndk_dlsym(handle,
                                             "_ZN3art3Dbg16RecordAllocationEPNS_6mirror5ClassEj");

    //此处说明一下26和24版本需要使用 hookzz 的原因。
    //hookzz 框架有个优势是可以获取方法进入时候的寄存器内容，而很多时候我们要根据r0来获取 this
    if (hookRecordAllocation26 != nullptr) {
        LOGI("Finish get symbol26");
//        ZzWrap((void *) hookRecordAllocation26, beforeRecordAllocation, nullptr);
        MSHookFunction(hookRecordAllocation26, (void *) &newArtRecordAllocation26,
                       (void **) &oldArtRecordAllocation26);

    } else if (hookRecordAllocation24 != nullptr) {
        LOGI("Finish get symbol24");
//        ZzWrap((void *) hookRecordAllocation24, beforeRecordAllocation, nullptr);
        MSHookFunction(hookRecordAllocation26, (void *) &newArtRecordAllocation26,
                       (void **) &oldArtRecordAllocation26);

    } else if (hookRecordAllocation23 != NULL) {
        LOGI("Finish get symbol23");
        MSHookFunction(hookRecordAllocation23, (void *) &newArtRecordAllocation23,
                       (void **) &oldArtRecordAllocation23);
    } else {
        LOGI("Finish get symbol22");
        if (hookRecordAllocation22 == NULL) {
            LOGI("error find hookRecordAllocation22");
            return;
        } else {
            MSHookFunction(hookRecordAllocation22, (void *) &newArtRecordAllocation22,
                           (void **) &oldArtRecordAllocation22);
        }
    }
    dlclose(handle);
}

可以看到针对SDK版本22、23、24、26都有不同的实现，但实际上如果通过函数的地址解析到方法，都是RecordAllocation这个方法，只是在由于在不同的SDK版本上实现不同，所以有了不同的hook。

在Hook了原始的RecordAllocation方法之后，调 MSHookFunction(hookRecordAllocation26, (void *) &newArtRecordAllocation26, (void **) &oldArtRecordAllocation26); 将其替换为 newArtRecordAllocation26，最终实现如下：

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static bool newArtRecordAllocationDoing24(void *_this, Class *type, size_t byte_count) {

    if (artAllocMapClear == nullptr) {//如果无法主动 clear 对象，那么下面的逻辑会导致 dump 下来的对象重复
        return false;
    }

    allocObjectCount++;

    char *typeName = GetDescriptor(type, &a);
//    LOGI("=====class name:%s,allocbyte:%d", typeName,byte_count);// 如果只关心分配的对象大小的话，可以不用做alloc dump 的操作
    //达到 max
    int randret = randomInt(0, 100);
    if (randret == LUCKY) {
        LOGI("====current alloc count %d=====", allocObjectCount.load());
        return false;
    }
//    int artAllocMax = getARTAllocRecordMax();
  //Hook方法的实现，当分配的对象大于指定的最大值的时候，就将其日志文件调用saveData方法，dump到本地
    if (allocObjectCount > setAllocRecordMax) {
        CMyLock lock(g_Lock);
        allocObjectCount = 0;

        //write alloc data to file
        jbyteArray allocData = getARTAllocationData();
        SaveAllocationData saveData{allocData};
        saveARTAllocationData(saveData);
        //TODO:clear alloc data
        if (artAllocMapClear != nullptr) {
            artAllocMapClear(_this);
            LOGI("===========CLEAR ALLOC MAPS=============");
        }

        lock.Unlock();
    }
    return true;
}

由这章内容可以看出，如果要自定义内存的捕捉、自动化获取，需要对Art / Dalvik 虚拟机有很深入的了解，对于其一些native方法也要掌握。之后要加强在这方面的学习，再遇到问题的时候才能全面的，彻底的分析，解决。

本节demo在【华为 荣耀 V9 Android P】以及 【模拟器：Nexus 6 Android 7.0】上都无效果。换成了 【模拟器： Nexus 4 Android 6.0】才可以正常输出。