2024年 第07篇
性能优化引起的 Android 日志开关控制问题及解决
需要日志开关方案？
方案调研
实现原理（对 Log 类进行 JniHook）
最终效果
在开发电视版智家 App9.0 项目的时候，发现了一个性能问题。电视系统原本剩余的可用资源就少，而随着 9.0 功能的进一步增多，特别是门铃、门锁、多路视频同屏监控后等功能的增加，开始出现了卡顿情况。
经过调研分析发现有一部分是日志输出导致的，profiler 工具显示有一个日志输出的线程会有频繁占用 CPU 时间片的现象。
「 2.1 查看日志线程的 CPU 占用率 」
使用 Profiler 查看 CPU 占用率，在打开日志及关闭日志的情况下分别如下：
（图 1 日志开关打开的情况）
（图 2 日志开关关闭的情况下）
由上可以看出，存在两个问题：
日志开关打开的情况下，占用 CPU 时间比较多
日志开关关闭的情况下，比打开的情况好一些，但还是会有一些 CPU 占用，通过打日志发现，是有一些日志没有关闭，还在频繁的继续打印
「 2.2 需要日志开关方案？」
发现关不掉的 TAG 大部分第三方库中的，它们没有对外提供使能接口，导致日志关不掉，为了性能考虑，需要对第三方库中的日志进行控制，在必要时可以关闭它们；
如果线上的版本不关闭日志，会存在用户隐私或产品信息泄漏的风险，为了 APP 和用户安全考虑，需要关闭线上版本的日志输出；
另外，为了更加方便的发现错误，我们应该对日志级别进行控制，例如我们可以采用如下方案：无论任何时候都输出 E 级别日志，其它级别日志可以根据情况进行关闭；
结论：我们需要一个统一关闭和控制所有日志的开关方案。
「 2.3 方案调研 」
方案 | 方案介绍 | 优点 | 缺点 |
混淆 | 采用混淆 proguard 配置方式关闭 APP 日志输出，包括： android.util.Log 类 java.io.PrintStream 类（java.lang.System.out.println（ ）和 java.lang.System.out.print（）系列） | 实现简单，想关哪个关哪个 |
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插桩+ASM | 通过 AOP 编程，在日志输出的某个类中进行字节码插桩，实现控制日志输出的目的 | 灵活，稳定性高 |
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Hook | 通过反射或其它技术，针对日志输出的某一个实现点，进行 Hook，进而实现控制的目的 | 灵活，稳定性高 |
|
混淆
混淆方案有个缺点，就是不能通过开关动态的调节日志开关，先做为备选吧
插桩
经过技术预研，发现插桩的方案如果选用 Transform， 只能修改自己写的类或者是第三方库中的类，而影响不到 Android SDK 中的类 android.util.Log
在暂时未找到其它插桩点的情况下，此方案行不通
Hook
Hook 方案有很多种，需要根据具体的情况进行分析，选择合适的方案
Hook 技术 | 适用范围 | 主要原理 | 优点 | 缺点 |
反射+动态代理 | Java 层部分场景 | 虚拟机提供的能力 | 稳定性高 技术门槛低 | 适用范围小 |
ClassLoader 修改 | Java 层全部 | 修改 ClassLoader 加载类的顺序 | 稳定性高，Java 层都可以替换 | 需要提前准备好替换的 Dex |
JNI Hook | Java 层与 native 间的函数 | native 函数指针存储在表中，重定向表中的函数指针 | 稳定性高 | 只能 Hook native 方法 |
Xposed 类 | Java 层全部 | 虚拟机中的目标函数为 Native，然后利用 JNI hook 重定向 | java 层全 hook，hook 接口友好，有大量 Hook 插件可以使用和参考 | ART/Dalvik 虚拟机每个版本都有不少改动，需适配。稳定性较差 |
GOT | native 层动态链接库入口函数 | Linux 进程会链接 so 到内存中，并给 so 的入口函数们分配地址。原理是重定向入口地址 | 稳定性高 | 只能 Hook so 的入口函数，不能 Hook so 的内部 |
Inline hook | native 层全部 | 目标函数执行指令代码中插入 Jump 指令实现重定向 | hook native everything | 和 cpu 指令集相关，需要针对性汇编实现，稳定性较一般，技术门槛相对高 |
经过分析，发现
Java 层的两种方案（反射+动态代理、ClassLoader 修改）不能满足我们的需求
Native 的两种方案（GOT 和 inline hook）确实很强大，但在这里我们还用不到修改这么底层的内容
而 Xposed 框架类型的方案又太重
对比后发现，JniHook 正好能够满足我们的需求。Hook 并重定向 android.util.Log 类中的 native 方法（print_native）即可满足要求。
「 2.4 实现原理（对 Log 类进行 JniHook） 」
原理图：
「 2.5 最终效果 」
1. 通过我们的开关控制逻辑关闭了所有的 Java 日志，并保留 Error 级别的日志输出，如下图
2. 收益
提升了性能，CPU 占用率减少约 17%
有效防止了敏感信息泄漏，保护了用户隐私
使用自己的策略灵活管控了日志的输出
其它可以黑科技优化的方向是什么？下期敬请期待~
「三翼鸟数字化技术平台-场景设计交互平台」主要负责设计工具的研发，包括营销设计工具、家电VR设计和展示、水电暖通前置设计能力，研发并沉淀素材库，构建家居家装素材库，集成户型库、全品类产品库、设计方案库、生产工艺模型，打造基于户型和风格的AI设计能力，快速生成算量和报价；同时研发了门店设计师中心和项目中心，包括设计师管理能力和项目经理管理能力。实现了场景全生命周期管理，同时为水，空气，厨房等产业提供商机管理工具，从而实现了以场景贯穿的B端C端全流程系统。
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