Android全埋点

作者: 猪_队友 | 来源:发表于2018-12-20 18:58 被阅读258次

什么是全埋点？

也叫做无埋点，预先收集用户的所有行为数据，然后根据实际需求，从中提取行为数据。

采集数据的点：

$AppStart 冷启动➕热启动
$AppEnd 正常退出➕进入后台➕崩溃➕强杀等
$AppViewScreen 切换Activity
$AppClick （重点➕难点）控件的点击事件

本质原理

自动拦截 =>Android对View的点击处理
自动插入 =>在编译阶段插入相应Java代码

自动插入的流程如下

JavaCode --> .java --> .class --> .dex

具体方案

动态代理
- 代理View.OnClickListener
- 代理Window.Callback
- 代理View.AccessibilityDelegate
静态代理
- AspectJ 切面编程（AOP）
- ASM
- Javassist
- APT 注解处理器

Q：何为动态代理？
A：在代码运行的时候去进行代理。比如我们常见的代理View.OnClickListener、Window.Callback、View.AccessibilityDelegate等

Q：何为静态代理？
A：通过Gradle Plugin在编译期间插入后者修改代码（.class文件）。比如AspectJ，ASM，Javassist，APT等。这几种方案的处理时机参考下图。

静态处理方案

1、$AppViewScreen全埋点

ActivityLifecycleCallbacks是Appliaction的一个内部接口，从 API 14 开始提供。在Appliaction中实现这个接口，便可以对所有Activity的生命周期进行监控。

在onCreate中调用如下代码。

 registerActivityLifecycleCallbacks(new ActivityLifecycleCallbacks() {
            @Override
            public void onActivityCreated(Activity activity, Bundle savedInstanceState) {

            }

            @Override
            public void onActivityStarted(Activity activity) {

            }

            @Override
            public void onActivityResumed(Activity activity) {
               Log.e("Mr.S","resumed          "+activity.getLocalClassName());

            }

            @Override
            public void onActivityPaused(Activity activity) {
                Log.e("Mr.S","paused          "+activity.getLocalClassName());
            }

            @Override
            public void onActivityStopped(Activity activity) {

            }

            @Override
            public void onActivitySaveInstanceState(Activity activity, Bundle outState) {

            }

            @Override
            public void onActivityDestroyed(Activity activity) {

            }
        });

运行结果如下：

2018-12-20 12:52:37.377 12534-12534/? E/Mr.S: resumed          MenuActivity
2018-12-20 12:52:40.385 12534-12534/com.ssy.qbd E/Mr.S: paused          MenuActivity
2018-12-20 12:52:40.496 12534-12534/com.ssy.qbd E/Mr.S: resumed          HellowActivity
2018-12-20 12:52:50.736 12534-12534/com.ssy.qbd E/Mr.S: paused          HellowActivity
2018-12-20 12:52:50.744 12534-12534/com.ssy.qbd E/Mr.S: resumed          MenuActivity

2、 $AppStart/End全埋点

因为系统没有直接的方法判断APP处于前台还是后台，所以我们需要一些假定逻辑来实现这个功能。

但是这些技术都无法解决以下两个问题

App多进程如何判断？
App奔溃被强杀怎么判断？

解决方案也很简单，采用ContentProvider机制来解决多进程的问题。并通过数据库或者SharedPreferences来存储这些状态。

对于奔溃强杀问题，我们引入Session这个概念。

当一个页面退出了，如果 30 s 内没有新的页面打开那么我们认为应用进入后台了。
当一个页面显示了，如果和上一个页面退出的时间超过了 30 s 我们认为 App 重新处于前台了。

具体方案：

1、注册ActivityLifecycleCallbacks，监听Activity的生命周期。并采用ContentProvider+SharedPreferences的方式进行进程间数据共享，注册ContentObserver来监听跨进程间的数据通信。

2、页面退出的时候（onPause）启动一个倒计时 30 s ，如果 30 s 内没有新的界面显示触发 AppEnd 。如果有些页面那么，我们存储一个新的标记为来标记这个新页面（cp+sp）进行存储。然后通过ContentObserver 监听新页面标记位的改变，取消定时器。如果 30 s 内没有新的页面（按 home建、退出、奔溃、强退等）我们会在下一次启动的时候补发这个AppEnd 事件。

3、在下一次启动的时候，（onStart（）），首先判断是否与上一个页面退出的时间间隔超过了 30 s ，如果没有超过 30 s 那么，那么无需补发 AppEnd，直接出发 AppScreen 事件。然后判断是否触发了 AppEnd，如果标志位是true，那么出发 AppStart。反之不触发。如果超过了 30 s 那么就去看看是否已经触发了 AppEnd，如果没有则先补发 AppEnd，然后在 AppStart，最后AppScreen。如果已经出发那么直接出发 AppStart，最后AppScreeen。

3、AppClick全埋点

这一小结是本文的重点，也是难点，也正是他复杂的情况和对性能的影响，产生了各种各样的方案。

具体方案

动态代理
- 代理View.OnClickListener
- 代理Window.Callback
- 代理View.AccessibilityDelegate
静态代理
- AspectJ 切面编程（AOP）
- ASM
- Javassist
- APT 注解处理器

那么我们就详细的介绍一下这些方案的使用以及优劣点。

3.1 代理View.OnClickListener

代理的OnClickListenerer。

public class MyWrapperOnClickListenerer implements View.OnClickListener {

    private View.OnClickListener onClickListener;

    public MyWrapperOnClickListenerer(View.OnClickListener onClickListener) {
        this.onClickListener = onClickListener;
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {

        preClick();
        onClickListener.onClick(v);
        afterClick();

    }

    private void preClick() {
        Log.e("Mr.S", "preClick ");
    }

    private void afterClick() {
        Log.e("Mr.S", "afterClick ");
    }
}

获取rootView,并开始代理。

   @Override
            public void onActivityResumed(Activity activity) {
                // Log.e("Mr.S", "resumed          " + activity.getLocalClassName());

                ViewGroup rootView = activity.findViewById(android.R.id.content);
        
             //ViewGroup rootView = (ViewGroup) activity.getWindow().getDecorView();
                try {
                    setViewProxy(rootView);
                } catch (IllegalAccessException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (InvocationTargetException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

循环遍历ViewGrop

 private void setViewProxy(ViewGroup viewGroup) throws IllegalAccessException, InvocationTargetException {
        int count = viewGroup.getChildCount();
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            if (viewGroup.getChildAt(i) instanceof ViewGroup) {
                setViewProxy((ViewGroup) viewGroup.getChildAt(i));
            } else {
                hook(viewGroup.getChildAt(i));
            }
        }
    }

通过反射用MyWrapperOnClickListenerer 替换原来的OnClickListener。

    private void hook(View view) throws IllegalAccessException, InvocationTargetException {

        try {
            Method getListenerInfo = View.class.getDeclaredMethod("getListenerInfo");
            getListenerInfo.setAccessible(true);
            Object listenereInfo = getListenerInfo.invoke(view);
            try {
                Class<?> listenerInfoClazz = Class.forName("android.view.View$ListenerInfo");
                try {
                    Field mOnClickListener = listenerInfoClazz.getDeclaredField("mOnClickListener");
                    mOnClickListener.setAccessible(true);
                    View.OnClickListener originOnClickListener = (View.OnClickListener) mOnClickListener.get(listenereInfo);
                    if (originOnClickListener==null||originOnClickListener instanceof MyWrapperOnClickListenerer) {
                        return;
                    } else {
                        MyWrapperOnClickListenerer proxyOnClick = new MyWrapperOnClickListenerer(originOnClickListener);
                        mOnClickListener.set(listenereInfo, proxyOnClick);
                    }

                } catch (NoSuchFieldException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            } catch (ClassNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            }


        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

我们的rootView可以：
1、android.R.id.content
2、DecorView

但是onResume() 之后动态添加的View，就无法监听到了。所以我们又引入了

3、ViewTreeObserver.OnGlobalLayoutListeener

给rootViewe 添加ViewTreeObserver.OnGlobalLayoutListeener监听，收到回调（视图树发生变化的时候）我们会重新遍历一次rootview。当然在stop（）的时候记得调用removeOnGlobalLayoutListener方法。免得不必要的内存问题。

            @Override
            public void onActivityResumed(Activity activity) {

                // ViewGroup rootView = activity.findViewById(android.R.id.content);
                rootView = (ViewGroup) activity.getWindow().getDecorView();
                onGlobalLayoutListener = new ViewTreeObserver.OnGlobalLayoutListener() {
                    @Override
                    public void onGlobalLayout() {
                        try {
                            setViewProxy(rootView);
                        } catch (IllegalAccessException e) {
                            e.printStackTrace();
                        } catch (InvocationTargetException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                };

                rootView.getViewTreeObserver().addOnGlobalLayoutListener(onGlobalLayoutListener);
                try {
                    setViewProxy(rootView);
                } catch (IllegalAccessException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (InvocationTargetException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

至此动态代理也就结束。我们的全埋点也基本实现。但是有没有发现一些问题呢？

1、使用反射，效率比较低，对于性能会有影响，可能也会有兼容性问题
2、Application.ActivityLifecycleCallbacks 需要 API 14+
3、View.hasOnClickListeneers 需要 API 15+
4、removeOnGlobalLayoutListener 需要 API 16+
5、游离于Activity 之上的View的点击比如Dialog，PopupWindow无法被监视

当然我们可以代理Window.Callback 和上面的原理相同。不过问题依然存在。
代理View.AccessibilityDelegate效果也是差不多的，问题依然存在。

面对这些问题，静态代理也是呼之欲出了。

静态代理

AspectJ 切面编程（AOP）
不了解的可以先看一下这个Android 面向切面编程（AOP）

代码如下：

@Aspect
public class TestAspect {

 @Pointcut("execution(* *(..))")
    public void pointcut() {

    }

  @Around("pointcut()")
    public Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        MethodSignature signature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();
        String name = signature.getName();
        if (name.equals("onClick")) {
            Log.e("Mr.S", "preClick ");

            joinPoint.proceed();
            Log.e("Mr.S", "afterClick ");
        }else {
            return  joinPoint.proceed();
        }


        return null;
    }
}

结果：

2018-12-21 15:43:59.245 30961-30961/com.ssy.qbd E/Mr.S: preClick 
2018-12-21 15:43:59.259 30961-30961/com.ssy.qbd E/Mr.S: afterClick

一切感觉都很完美，但是也是缺点的：

无法织入第三方的库
由于定义的切点依赖程序语言，无法兼容Lambda语法
会有一些兼容错误，比如 D8 、Gradle 4.x 等

不过目前来看，这个方案很是很不错的。值得我们去实施。因为这是静态编译中学习成本相对最低的一个方案。

未完待续···

参考：神测数据-Android全埋点白皮书

Android全埋点

什么是全埋点？

采集数据的点：

本质原理

具体方案

1、$AppViewScreen全埋点

2、 $AppStart/End全埋点

具体方案：

3、AppClick全埋点

具体方案

3.1 代理View.OnClickListener

静态代理

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