Android 代理实现全埋点
背景
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
$AppClick (重点➕难点)控件的点击事件
本质原理
自动拦截 =>Android对View的点击处理
自动插入 =>在编译阶段插入相应Java代码
自动插入的流程如下
JavaCode –> .java –> .class –> .dex
具体方案
动态代理
- 代理View.OnClickListener
- 代理Window.Callback
- 代理View.AccessibilityDelegate
静态代理
- AspectJ 切面编程(AOP)
- ASM
- Javassist
- APT 注解处理器
Q:何为动态代理? A:在代码运行的时候去进行代理。比如我们常见的代理View.OnClickListener、Window.Callback、View.AccessibilityDelegate等
Q:何为静态代理? A:通过Gradle Plugin在编译期间插入后者修改代码(.class文件)。比如AspectJ,ASM,Javassist,APT等。这几种方案的处理时机参考下图。
1、$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) {
}
});
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。
参考:神测数据-Android全埋点白皮书
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