在 Android 应用开发中，我们一般会使用到 Android Studio 的各种开发工具。比如过滤打印log的 logcat ；获取 App 的View树的 Layout Inspector;以及对 App 进行debug 调试的 Debug等等。上述提到的Android Studio提供的功能都离不开DDMLIB。
DDMLIB 是对Android的adb 命令进行的一层java封装。ddmlib内部帮你封装了一个个的adb命令，你可以通过调用ddmlib提供的接口发送相应的adb命令，ddmlib会接收adb的响应，并解析数据回调给我们进行处理。
预备知识
adb介绍
adb是Android调试桥，可以执行各种设备操作。如图，adb包含三部分：
- 客户端：用来发送命令，运行在PC
- 守护程序（adbd）：用于在手机或者模拟器上执行命令
- 服务器：用于管理客户端和adbd之间的通信
NIO介绍
在ddmlib中使用nio与服务器进行通信，这里介绍一下nio。nio是非阻塞式IO，这里的非阻塞式是指发起IO请求时，如果没有没有数据准备好，会直接返回，而不会阻塞线程。而传统IO即BIO会阻塞线程，直到有数据准备好才执行。具体可以看Java NIO浅析
概述
在ddmlib中有几个核心类，如下所示：
- AndroidDebugBridge：代表adb的客户端
- Device：代表adb连接的手机或者模拟器
- Client：代表设备中的app
- ClientData：存储app的数据，如堆、线程、hprof等
- MonitorThread：监视连接的线程，侧重点在监听发送adb命令后数据的响应上
- ChunkHandler：处理adb服务器返回的数据
- DeviceMonitor：监听设备连接状态的改变，侧重点在设备状态改变上
AndroidDebugBridge
AndroidDebugBridge的使用示例如下所示：
//这里的boolean表示是否debug
AndroidDebugBridge.initIfNeeded(false);
AndroidDebugBridge bridge = AndroidDebugBridge.createBridge("adb的路径", false);
while(true){//循环等待adb连接好设备
if (bridge.hasInitialDeviceList()){
IDevice[] devices = bridge.getDevices();
break;
}
}
initIfNeeded用来设置AndroidDebugBridge的模式，它有两种模式，一种是普通模式，一种是debug模式，false表示选择普通模式。initIfNeeded方法内部调用init方法。代码如下所示，在init方法中创建并启动了MonitorThread，并给该线程注册各种ChunkHandler。这个注册的作用在下面具体介绍。
public static synchronized void init(boolean clientSupport) {
...
MonitorThread monitorThread = MonitorThread.createInstance();
monitorThread.start();
HandleHello.register(monitorThread);
HandleAppName.register(monitorThread);
HandleTest.register(monitorThread);
HandleThread.register(monitorThread);
HandleHeap.register(monitorThread);
HandleWait.register(monitorThread);
HandleProfiling.register(monitorThread);
HandleNativeHeap.register(monitorThread);
HandleViewDebug.register(monitorThread);
}
createBridge方法用来获取AndroidDebugBridge对象，如下所示该方法内部创建了一个AndroidDebugBridge对象，并最后调用了DeviceMonitor的start方法。
public static AndroidDebugBridge createBridge() {
synchronized (sLock) {
if (sThis != null) {
return sThis;
}
try {
sThis = new AndroidDebugBridge();
sThis.start();
} catch (InvalidParameterException e) {
sThis = null;
}
...
return sThis;
}
}
boolean start() {
if (mAdbOsLocation != null && sAdbServerPort != 0 && (!mVersionCheck || !startAdb())) {
return false;
}
mStarted = true;
// now that the bridge is connected, we start the underlying services.
mDeviceMonitor = new DeviceMonitor(this);
mDeviceMonitor.start();
return true;
}
可以看出AndroidDebugBridge将adb连接的任务交给DeviceMonitor来完成了。实际上，通过AndroidDebugBridge对象调用的hasInitialDeviceList和getDevices方法最后也是通过DeviceMonitor来实现的。
DeviceMonitor
/**
* Starts the monitoring.
*/
void start() {
mDeviceListMonitorTask = new DeviceListMonitorTask(mServer, new DeviceListUpdateListener());
new Thread(mDeviceListMonitorTask, "Device List Monitor").start(); //$NON-NLS-1$
}
DeviceMonitor的start方法启动了线程用来监听设备列表，并设置了设备更新监听。该线程的实现如下所示：
@Override
public void run() {
do {
if (mAdbConnection == null) {
Log.d("DeviceMonitor", "Opening adb connection");
mAdbConnection = openAdbConnection();//与adb服务器建立连接
...
}
try {
if (mAdbConnection != null && !mMonitoring) {
mMonitoring = sendDeviceListMonitoringRequest();//发送获取设备列表的请求
}
if (mMonitoring) {
int length = readLength(mAdbConnection, mLengthBuffer);
if (length >= 0) {
// 解析获取的数据，并回调通知AndroidDebugBridge
processIncomingDeviceData(length);
// flag the fact that we have build the list at least once.
mInitialDeviceListDone = true;
}
}
...
} while (!mQuit);//循环，确保获取
}
Device
Device类是IDevice的实现类，通过这个类可以对设备进行截屏、安装卸载app、上传下载文件等功能，这里就不多介绍了。拿到Device的实例后，就可以调用getClient方法获取Client对象，下面介绍Client。
Client
Client代表一个设备上的app进程，通过它我们就可以获取app的UI、内存、hprof等信息。Client本身只存储基本的信息，app的详细信息保存在ClientData中，每一个Client都有一个对应的ClientData。需要注意的是ClientData保存的hprof信息是二进制数组，需要自己进行解析。
这里以获取UI信息为例，介绍Client的使用流程及其内部原理。如下代码所示，在获取到Client对象后，调用HandleViewDebug的dumpViewHierarchy传入Client对象以及对象的一些参数，就可以获取对应的UI数据了。
IDevice device = devices[0];
Client[] clients = device.getClients();
HandleViewDebug.dumpViewHierarchy(clients[0], "viewRoot", false, true, new ViewDumpHandler() {
@Override
protected void handleViewDebugResult(ByteBuffer data) {
//处理响应数据
}
});
HandleViewDebug是怎么做到这个功能的？这个就要从最开始的init方法内部调用MonitorThread的start方法开始。下面是简化的MonitorThread的run方法的代码
@Override
public void run() {
// create a selector 1.创建一个selector，在nio中，通过selector来获取有数据到达的Channel
try {
mSelector = Selector.open();
}
...
while (!mQuit) {
try {
/*
* sync with new registrations: we wait until addClient is done before going through
* and doing mSelector.select() again.
* @see {@link #addClient(Client)}
*/
//2.DeviceMonitor创建Client后，会调用MonitorThread的addClient方法将Client的Channel注册到Selector中
synchronized (mClientList) {
}
...
Set<SelectionKey> keys = mSelector.selectedKeys();
Iterator<SelectionKey> iter = keys.iterator();
while (iter.hasNext()) {
SelectionKey key = iter.next();
iter.remove();
try {
//3.adb服务器有数据返回时调用
if (key.attachment() instanceof Client) {
processClientActivity(key);
}
...
}
} catch (Exception e) {
...
}
}
}
在该方法中，第一步是创建Selector，用来处理注册的Channel；第二步，DeviceMonitor创建Client后，会调用MonitorThread的addClient方法将Client的Channel注册到Selector中。还记得init方法中注册的各种ChunkHandler吗，在addClient方法中，会将这些ChunkHandler添加到Client中。第三步，等adb服务器有数据返回时调用processClientActivity方法。那什么时候会有数据返回？答案是我们调用HandleViewDebug#dumpViewHierarchy方法时，该方法的源码如下：
public static void dumpViewHierarchy(@NonNull Client client, @NonNull String viewRoot,
boolean skipChildren, boolean includeProperties, @NonNull ViewDumpHandler handler)
throws IOException {
ByteBuffer buf = allocBuffer(4 // opcode
+ 4 // view root length
+ viewRoot.length() * 2 // view root
+ 4 // skip children
+ 4); // include view properties
JdwpPacket packet = new JdwpPacket(buf);
ByteBuffer chunkBuf = getChunkDataBuf(buf);
chunkBuf.putInt(VURT_DUMP_HIERARCHY);
chunkBuf.putInt(viewRoot.length());
ByteBufferUtil.putString(chunkBuf, viewRoot);
chunkBuf.putInt(skipChildren ? 1 : 0);
chunkBuf.putInt(includeProperties ? 1 : 0);
finishChunkPacket(packet, CHUNK_VURT, chunkBuf.position());
//上面的是拼接请求包的代码，发起请求是client调用了send方法
client.send(packet, handler);
}
我们知道当DeviceMonitor创建Client后会注册Channel到MonitorThread的Selector中，所以Client的请求会走到MonitorThread的run方法的第三步的processClientActivity方法，源码如下：
private void processClientActivity(SelectionKey key) {
Client client = (Client)key.attachment();
try {
if (!key.isReadable() || !key.isValid()) {
Log.d("ddms", "Invalid key from " + client + ". Dropping client.");
dropClient(client, true /* notify */);
return;
}
client.read();//读取数据
/*
* See if we have a full packet in the buffer. It's possible we have
* more than one packet, so we have to loop.
*/
JdwpPacket packet = client.getJdwpPacket();
while (packet != null) {
client.incoming(packet, client.getDebugger());
...
}
在rocessClientActivity方法，先读取数据，在调用Client的incoming方法对数据进行处理，该方法的源码如下：
public void incoming(@NonNull JdwpPacket packet, @Nullable JdwpAgent target) throws IOException {
mProtocol.incoming(packet, target);
int id = packet.getId();
if (packet.isReply()) {
JdwpInterceptor interceptor = mReplyInterceptors.remove(id);
if (interceptor != null) {
packet = interceptor.intercept(this, packet);
}
}
for (JdwpInterceptor interceptor : mInterceptors) {
if (packet == null) break;
packet = interceptor.intercept(this, packet);
}
if (target != null && packet != null) {
target.send(packet);
}
}
可以看到最后调用了JdwpInterceptor的intercept方法，从上面的分析我们知道在ddClient方法中，会将这些ChunkHandler添加到Client中(ChunkHandler实现了JdwpInterceptor），即最后会调到HandleViewDebug的intercept方法。通过这个流程HandleViewDebug就可以获取到UI的数据信息并对其进行解析，最后通过回调交给我们处理。
总结
本篇文章主要介绍了ddmlib的几个核心类，及其源码的实现；重点讲解了通过ddmlib获取UI信息的过程和源码。文章最后求求免费的赞吧🥺🥺。
作者：新一代螺丝工
链接：https://juejin.cn/post/7177710695566278715
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