利用Hook方式监控排查耗电

Java Hook

Hook 方案的好处在于使用者接入非常简单，不需要去修改自己的代码。下面我以几个比较常用的规则为例，看看如果使用 Java Hook 达到监控的目的。

• WakeLock。WakeLock 用来阻止 CPU、屏幕甚至是键盘的休眠。类似 Alarm、JobService 也会申请 WakeLock 来完成后台 CPU 操作。WakeLock 的核心控制代码都在PowerManagerService中，实现的方法非常简单。

// 代理 PowerManagerService
ProxyHook().proxyHook(context.getSystemService(Context.POWER_SERVICE), "mService", this)；

@Override
public void beforeInvoke(Method method, Object[] args) {
    // 申请 Wakelock
    if (method.getName().equals("acquireWakeLock")) {
        if (isAppBackground()) {
            // 应用后台逻辑，获取应用堆栈等等     
         } else {
            // 应用前台逻辑，获取应用堆栈等等
         }
    // 释放 Wakelock
    } else if (method.getName().equals("releaseWakeLock")) {
       // 释放的逻辑    
    }
}

• Alarm。Alarm 用来做一些定时的重复任务，它一共有四个类型，其中ELAPSED_REALTIME_WAKEUP和RTC_WAKEUP类型都会唤醒设备。同样，Alarm 的核心控制逻辑都在AlarmManagerService中，实现如下：

// 代理 AlarmManagerService
new ProxyHook().proxyHook(context.getSystemService
(Context.ALARM_SERVICE), "mService", this)；

public void beforeInvoke(Method method, Object[] args) {
    // 设置 Alarm
    if (method.getName().equals("set")) {
        // 不同版本参数类型的适配，获取应用堆栈等等
    // 清除 Alarm
    } else if (method.getName().equals("remove")) {
        // 清除的逻辑
    }
}

• 其他。对于后台 CPU，我们可以使用卡顿监控相关的方法。对于后台网络，同样我们可以通过网络监控相关的方法。对于 GPS 监控，我们可以通过 Hook 代理LOCATION_SERVICE。对于 Sensor，我们通过 Hook SENSOR_SERVICE中的“mSensorListeners”，可以拿到部分信息。

通过 Hook，我们可以在申请资源的时候将堆栈信息保存起来。当我们触发某个规则上报问题的时候，可以将收集到的堆栈信息、电池是否充电、CPU 信息、应用前后台时间等辅助信息也一起带上。

开始编码

下面开始lib_battery_hook的编写，这个框架花了两天时间完成，主要是里面代理Hook的实现，需要翻阅相关的源码并分析，最终实现了IAlarmManagerHook、IPowerManagerHook、ILocationManagerHook这三那个代理，分别实现对AlarmManager、PowerManager、LocationManager的监听。

/**
 * @date on 2019/2/19
 * @author  lyg-hhy1
 * @email  yueshao6800@163.com
 * @describe
 */
public class BatteryHookManager {

    /**
     * 初始化
     * @param context
     */
    public void initHook(Context context){
        //初始化日志
        BatteryLogUtil.init(context);

        //初始化Hook
        new IAlarmManagerHook(context).onInstall();
        new IPowerManagerHook(context).onInstall();
        new ILocationManagerHook(context).onInstall();
    }

    private BatteryHookManager(){}
    private static class BatteryHookManagerHolder{
        private static final BatteryHookManager INSTANCE= new BatteryHookManager();
    }

    public static BatteryHookManager getImp(){
        return BatteryHookManagerHolder.INSTANCE;
    }

}

在项目的application里面初始化BatteryHook，

public class BatteryApplication extends Application {

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        BatteryHookManager.getImp().initHook(this);

    }
}

发现问题

集成后，迫不及待跑了一下，果然看到了下面这些日志：

image

这个好像是高德地图SDK的定位，每次项目启动app都会触发一次，

image

还发现一处比较诡异的，IMPushService长期持有设备唤醒锁，看了一下代码

    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        try {
            if (wakeLock != null && !wakeLock.isHeld()) {
                wakeLock.acquire();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        ……
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        if (wakeLock != null && wakeLock.isHeld()) {
            wakeLock.release();
        }
        wakeLock = null;
        ……
    }

很奇怪，从IM的服务启动，到销毁，一直持有设备唤醒锁，这肯定非常的耗电。接下来我们采用的是Battery Historian2.0验证了一下，Historian2.0这是Google推出的一款Android系统电量分析工具，支持5.0(API 21)及以上系统手机的电量分析。

修复并验证

这是优化之前的好定分析：

image image

下面是去掉IMService中长期唤醒设备，这是优化之后的结果：

image image

统计结果如下：

测试场景	测试时长	消耗电量
去掉wakeLock之前	44m24s466ms	0.27%
去掉之后	34m56s238ms	0.03%

从测试结果可以看出，没有优化前耗电是优化后的9倍。