Android嚴苛模式StrictMode使用詳解

更新時間：2018年01月10日 09:41:44 作者：猴子搬來的救兵Castiel

StrictMode類是Android 2.3 （API 9）引入的一個工具類，可以用來幫助開發(fā)者發(fā)現(xiàn)代碼中的一些不規(guī)范的問題，以達到提升應(yīng)用響應(yīng)能力的目的

StrictMode類是Android 2.3 （API 9）引入的一個工具類，可以用來幫助開發(fā)者發(fā)現(xiàn)代碼中的一些不規(guī)范的問題，以達到提升應(yīng)用響應(yīng)能力的目的。舉個例子來說，如果開發(fā)者在UI線程中進行了網(wǎng)絡(luò)操作或者文件系統(tǒng)的操作，而這些緩慢的操作會嚴重影響應(yīng)用的響應(yīng)能力，甚至出現(xiàn)ANR對話框。為了在開發(fā)中發(fā)現(xiàn)這些容易忽略的問題，我們使用StrictMode，系統(tǒng)檢測出主線程違例的情況并做出相應(yīng)的反應(yīng)，最終幫助開發(fā)者優(yōu)化和改善代碼邏輯。

官網(wǎng)文檔：http://developer.android.com/reference/android/os/StrictMode.html

StrictMode具體能檢測什么

嚴苛模式主要檢測兩大問題，一個是線程策略，即TreadPolicy，另一個是VM策略，即VmPolicy。

ThreadPolicy線程策略檢測

線程策略檢測的內(nèi)容有
自定義的耗時調(diào)用使用detectCustomSlowCalls()開啟
磁盤讀取操作使用detectDiskReads()開啟
磁盤寫入操作使用detectDiskWrites()開啟
網(wǎng)絡(luò)操作使用detectNetwork()開啟

VmPolicy虛擬機策略檢測

Activity泄露使用detectActivityLeaks()開啟
未關(guān)閉的Closable對象泄露使用detectLeakedClosableObjects()開啟
泄露的Sqlite對象使用detectLeakedSqlLiteObjects()開啟
檢測實例數(shù)量使用setClassInstanceLimit()開啟

工作原理

其實StrictMode實現(xiàn)原理也比較簡單，以IO操作為例，主要是通過在open，read，write，close時進行監(jiān)控。libcore.io.BlockGuardOs文件就是監(jiān)控的地方。以open為例，如下進行監(jiān)控。

@Override
public FileDescriptor open(String path, int flags, int mode) throws ErrnoException {
 BlockGuard.getThreadPolicy().onReadFromDisk();
 if ((mode & O_ACCMODE) != O_RDONLY) {
  BlockGuard.getThreadPolicy().onWriteToDisk();
 }
 return os.open(path, flags, mode);
}

其中onReadFromDisk()方法的實現(xiàn)，代碼位于StrictMode.java中。

public void onReadFromDisk() {
 if ((mPolicyMask & DETECT_DISK_READ) == 0) {
  return;
 }
 if (tooManyViolationsThisLoop()) {
  return;
 }
 BlockGuard.BlockGuardPolicyException e = new StrictModeDiskReadViolation(mPolicyMask);
 e.fillInStackTrace();
 startHandlingViolationException(e);
}

常見用法

嚴格模式的開啟可以放在Application或者Activity以及其他組件的onCreate方法。為了更好地分析應(yīng)用中的問題，建議放在Application的onCreate方法中。

其中，我們只需要在app的開發(fā)版本下使用 StrictMode，線上版本避免使用 StrictMode，這里定義了一個布爾值變量DEV_MODE來進行控制。

private boolean DEV_MODE = true;
 public void onCreate() {
  if (DEV_MODE) {
   StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy.Builder()
     .detectCustomSlowCalls() //API等級11，使用StrictMode.noteSlowCode
     .detectDiskReads()
     .detectDiskWrites()
     .detectNetwork() // or .detectAll() for all detectable problems
     .penaltyDialog() //彈出違規(guī)提示對話框
     .penaltyLog() //在Logcat 中打印違規(guī)異常信息
     .penaltyFlashScreen() //API等級11
     .build());
   StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder()
     .detectLeakedSqlLiteObjects()
     .detectLeakedClosableObjects() //API等級11
     .penaltyLog()
     .penaltyDeath()
     .build());
  }
  super.onCreate();
 }

其中Android3.0引入的方法包括detectCustomSlowCalls()和noteSlowCode()，它們都是用來檢測應(yīng)用中執(zhí)行緩慢代碼的或者潛在的緩慢代碼。

查看報告結(jié)果

嚴格模式有很多種報告違例的形式，但是想要分析具體違例情況，還是需要查看日志，終端下過濾StrictMode就能得到違例的具體stacktrace信息。

adb logcat | grep StrictMode

這里寫圖片描述

當然也可以選擇彈窗形式來簡明提醒開發(fā)者

彈窗警告

ThreadPolicy 詳解

StrictMode.ThreadPolicy.Builder 主要方法如下

detectNetwork() 用于檢查UI線程中是否有網(wǎng)絡(luò)請求操作

檢測UI線程中網(wǎng)絡(luò)請求案例：

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {
 Button btnTest;
 @Override
 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  super.onCreate(savedInstanceState);
  setContentView(R.layout.activity_main);
  StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy.Builder()
    .detectNetwork()
    .penaltyLog()
    .build());
  btnTest = (Button) findViewById(R.id.btn_test);
  btnTest.setOnClickListener(this);
 }
 @Override
 public void onClick(View v) {
  int id = v.getId();
  switch (id) {
   case R.id.btn_test:
    postNetwork();
   break;
  }
 }
 /**
  * 網(wǎng)絡(luò)連接的操作
  */
 private void postNetwork() {
  try {
   URL url = new URL("http://www.wooyun.org");
   HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
   conn.connect();
   BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(
     conn.getInputStream()));
   String lines = null;
   StringBuffer sb = new StringBuffer();
   while ((lines = reader.readLine()) != null) {
    sb.append(lines);
   }
  } catch (Exception e) {
   e.printStackTrace();
  }
 }
}

運行后，觸發(fā)的警告如下

這里寫圖片描述

detectDiskReads() 和 detectDiskWrites() 是磁盤讀寫檢查

磁盤讀寫檢查案例：

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {
 Button btnTest;
 @Override
 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  super.onCreate(savedInstanceState);
  setContentView(R.layout.activity_main);
  StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy.Builder()
    .detectDiskWrites()
    .detectDiskReads()
    .penaltyLog()
    .build());
  btnTest = (Button) findViewById(R.id.btn_test);
  btnTest.setOnClickListener(this);
 }
 @Override
 public void onClick(View v) {
  int id = v.getId();
  switch (id) {
   case R.id.btn_test:
    writeToExternalStorage();
    break;
  }
 }
 /**
  * 文件系統(tǒng)的操作
  */
 public void writeToExternalStorage() {
  File externalStorage = Environment.getExternalStorageDirectory();
  File mbFile = new File(externalStorage, "castiel.txt");
  try {
   OutputStream output = new FileOutputStream(mbFile, true);
   output.write("www.wooyun.org".getBytes());
   output.flush();
   output.close();
  } catch (FileNotFoundException e) {
   e.printStackTrace();
  } catch (IOException e) {
   e.printStackTrace();
  }
 }
}

運行后，觸發(fā)的警告如下

這里寫圖片描述

noteSlowCall針對執(zhí)行比較耗時的檢查

StrictMode從 API 11開始允許開發(fā)者自定義一些耗時調(diào)用違例，這種自定義適用于自定義的任務(wù)執(zhí)行類中，比如我們有一個進行任務(wù)處理的類，為TaskExecutor。

public class TaskExecutor {
 public void execute(Runnable task) {
  task.run();
 }
}

先需要跟蹤每個任務(wù)的耗時情況，如果大于500毫秒需要提示給開發(fā)者，noteSlowCall就可以實現(xiàn)這個功能，如下修改代碼

public class TaskExecutor {
 private static long SLOW_CALL_THRESHOLD = 500;
 public void executeTask(Runnable task) {
  long startTime = SystemClock.uptimeMillis();
  task.run();
  long cost = SystemClock.uptimeMillis() - startTime;
  if (cost > SLOW_CALL_THRESHOLD) {
   StrictMode.noteSlowCall("slowCall cost=" + cost);
  }
 }
}

執(zhí)行一個耗時2000毫秒的任務(wù)

TaskExecutor executor = new TaskExecutor();
executor.executeTask(new Runnable() {
 @Override
 public void run() {
  try {
   Thread.sleep(2000);
  } catch (InterruptedException e) {
   e.printStackTrace();
  }
 }
});

得到的違例日志，注意其中~duration=20 ms并非耗時任務(wù)的執(zhí)行時間，而我們的自定義信息msg=slowCall cost=2000才包含了真正的耗時。

penaltyDeath()，當觸發(fā)違規(guī)條件時，直接Crash掉當前應(yīng)用程序。

penaltyDeathOnNetwork()，當觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)違規(guī)時，Crash掉當前應(yīng)用程序。

penaltyDialog()，觸發(fā)違規(guī)時，顯示對違規(guī)信息對話框。

penaltyFlashScreen()，會造成屏幕閃爍，不過一般的設(shè)備可能沒有這個功能。

penaltyDropBox()，將違規(guī)信息記錄到 dropbox 系統(tǒng)日志目錄中（/data/system/dropbox），你可以通過如下命令進行插件：

adb shell dumpsys dropbox dataappstrictmode --print

permitCustomSlowCalls()、permitDiskReads ()、permitDiskWrites()、permitNetwork：如果你想關(guān)閉某一項檢測，可以使用對應(yīng)的permit*方法。

VMPolicy 詳解

StrictMode.VmPolicy.Builder 主要方法如下

detectActivityLeaks() 用戶檢查 Activity 的內(nèi)存泄露情況

內(nèi)存泄露檢查案例：

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {
 @Override
 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  super.onCreate(savedInstanceState);
  setContentView(R.layout.activity_main);
  StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder()
    .detectActivityLeaks()
    .penaltyLog()
    .build()
  );
  new Thread() {
   @Override
   public void run() {
    while (true) {

     SystemClock.sleep(1000);
    }
   }
  }.start();
 }
}

我們反復(fù)旋轉(zhuǎn)屏幕就會輸出提示信息（重點在 instances=2; limit=1 這一行）

這里寫圖片描述

這時因為，我們在Activity中創(chuàng)建了一個Thread匿名內(nèi)部類，而匿名內(nèi)部類隱式持有外部類的引用。而每次旋轉(zhuǎn)屏幕是，Android會新創(chuàng)建一個Activity，而原來的Activity實例又被我們啟動的匿名內(nèi)部類線程持有，所以不會釋放，從日志上看，當先系統(tǒng)中該Activty有4個實例，而限制是只能創(chuàng)建1各實例。我們不斷翻轉(zhuǎn)屏幕，instances 的個數(shù)還會持續(xù)增加。

detectLeakedClosableObjects()用于資源沒有正確關(guān)閉時提醒

// 資源引用沒有關(guān)閉檢查案例
public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {
 @Override
 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  super.onCreate(savedInstanceState);
  setContentView(R.layout.activity_main);
  StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder()
    .detectLeakedClosableObjects()
    .penaltyLog()
    .build()
  );
  File newxmlfile = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), "castiel.txt");
  try {
   newxmlfile.createNewFile();
   FileWriter fw = new FileWriter(newxmlfile);
   fw.write("猴子搬來的救兵WooYun");
   //fw.close(); 我們在這里特意沒有關(guān)閉 fw
  } catch (IOException e) {
   e.printStackTrace();
  }
 }
}

運行后觸發(fā)警告如下

這里寫圖片描述

detectLeakedSqlLiteObjects() 和
detectLeakedClosableObjects()的用法類似，只不過是用來檢查 SQLiteCursor 或者其他 SQLite
對象是否被正確關(guān)閉
detectLeakedRegistrationObjects() 用來檢查 BroadcastReceiver 或者
ServiceConnection 注冊類對象是否被正確釋放
setClassInstanceLimit()，設(shè)置某個類的同時處于內(nèi)存中的實例上限，可以協(xié)助檢查內(nèi)存泄露

檢測內(nèi)存泄露案例

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {
 private static class CastielClass{}
 private static List<CastielClass> classList;
 @Override
 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  super.onCreate(savedInstanceState);
  setContentView(R.layout.activity_main);
  classList = new ArrayList<CastielClass>();
  StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder()
    .setClassInstanceLimit(CastielClass.class, 2)
    .penaltyLog()
    .build());
  classList.add(new CastielClass());
  classList.add(new CastielClass());
  classList.add(new CastielClass());
  classList.add(new CastielClass());
  classList.add(new CastielClass());
  classList.add(new CastielClass());
  classList.add(new CastielClass());
  classList.add(new CastielClass());
 }
}

運行后觸發(fā)警告如下

這里寫圖片描述