Shizuku 技术解析:让普通 App 获得 ADB 级能力

关键词:Android / ADB / 权限模型 / Binder / 非 Root 系统能力调用


一、背景:为什么我们需要 Shizuku?

在 Android 开发或高级用户场景中,我们经常会遇到这样的问题:

  • 想在 App 内调用 pmamsettings 等系统命令
  • 想管理应用、权限、组件状态
  • 想做自动化、系统级配置工具

这些能力在 ADB shell 中非常简单:

adb shell pm list packages
adb shell settings put global adb_enabled 0

但一旦放到 普通 APK 内部,就会立刻撞上 Android 的安全墙:

  • App 运行在 sandbox 中
  • 没有 shell / system 权限
  • 无法访问 adbd

这正是 Shizuku 诞生的背景。


二、Shizuku 是什么?

Shizuku 是一个将 ADB / shell 权限能力“下沉”到 App 层 的中间服务框架。

它的核心思想是:

让用户通过一次 ADB 授权,启动一个运行在 shell 权限下的服务进程,再通过 Binder 安全地将能力提供给普通 App。

Shizuku 本身并不破解系统,也不绕过权限模型,而是:

  • 利用 Android 官方允许的调试机制
  • 通过 Binder 做权限隔离和调用转发

三、整体架构一览

下面是 Shizuku 的典型架构:

User Action
Binder IPC
Binder
shell 权限
一次性 ADB 授权
第三方 App
Shizuku Client
Shizuku Server
Android System

角色说明

组件说明
Shizuku Server运行在 shell 权限下的服务进程
Shizuku ClientApp 侧 SDK,负责权限检查与 Binder 调用
Third-party App使用 Shizuku 能力的普通 APK

四、Shizuku 的启动方式

1️⃣ 通过 ADB 启动(最常见)

用户在 PC 上执行一次:

adb shell sh /sdcard/Android/data/moe.shizuku.privileged.api/start.sh

特点:

  • 无需 Root
  • 每次重启设备后需要重新执行
  • 安全、可控、官方推荐

2️⃣ Root 启动(可选)

如果设备已 Root:

  • Shizuku Server 可随系统启动
  • 不依赖外部 ADB

五、Shizuku 能做什么?

1. 典型能力示例

能力是否可行
调用 pm list packages
启停 App / 组件
修改系统 settings✅(受限)
授权危险权限❌(Android 明确禁止)
完全替代 Root

本质上:Shizuku ≈ ADB shell 的子集能力


2. 示例:通过 Shizuku 调用 pm

val process = Shizuku.newProcess(arrayOf("pm", "list", "packages"), null, null)
process.inputStream.bufferedReader().useLines {
    it.forEach { line ->
        Log.d("Shizuku", line)
    }
}

六、Shizuku 的权限模型设计

Shizuku 并不是“无脑放权”,它有一套完整的权限控制机制。

App Shizuku User 请求使用 Shizuku 权限 弹出授权对话框 允许 / 拒绝 返回授权结果 App Shizuku User

关键点:

  • 每个 App 单独授权
  • 用户可随时在 Shizuku 管理界面撤销
  • Binder 层做 UID 校验

七、与“App 直连无线 ADB”的本质区别

方案安全性可行性
App 自连无线 ADB❌ 灾难级❌ 被系统禁止
Root⚠️ 高风险
Shizuku✅ 合规

Android 明确禁止:

设备内 App 直接消费 ADB 能力

而 Shizuku 的优势在于:

  • ADB 只用于“启动服务”
  • App 永远不直接接触 ADB

八、典型使用场景

  • 权限管理工具
  • 冻结 / 精简系统应用
  • 自动化配置工具
  • 高级系统设置 UI
  • 开发者辅助工具

目前大量知名工具已内置 Shizuku 支持。


九、适用边界与注意事项

❗ 你需要清楚的限制

  • Shizuku ≠ Root
  • 不能突破 Android 核心安全策略
  • 不保证所有 ROM 行为一致

✔️ 最佳实践

  • 仅在确实需要 shell 能力时使用
  • 提供清晰的用户授权说明
  • 对失败路径做兜底处理

小工具
在线图片压缩utc timestamp, ctf tool
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十、总结

Shizuku 是目前 Android 非 Root 场景下,唯一成熟、合规、可规模化使用的“ADB 能力桥接方案”

如果你的目标是:

“把原本只能通过 ADB 做的事情,优雅地放进一个 App 里”

那么,Shizuku 几乎是不可替代的选择。

<think>我们正在讨论的是在Galaxy S22搭载Android 14系统下执行`adb shell dumpsys SurfaceFlinger --latency 16666666`命令的情况。这个命令用于获取SurfaceFlinger服务的帧性能数据,特别是帧的呈现时间戳,以分析帧率和卡顿情况。 ### 命令作用 `adb shell dumpsys SurfaceFlinger --latency 16666666`的作用是获取当前应用或整个系统的帧数据。参数`16666666`通常是指目标窗口的标识(window token),但更常见的是使用`surface`名称或者用`up`代表当前前台应用的窗口。在多数情况下,我们使用`up`(代表当前前台应用)或者指定具体的窗口名称。然而,这里使用的是数值`16666666`,这实际上是Google在文档中建议的一个示例值(代表每秒刷新60次的帧间隔时间,即16.66666毫秒,但实际参数是纳秒单位,所以16666666纳秒=16.66666毫秒)。然而,实际上这个参数在Android系统中被解释为一个窗口标识(或者称为layer名称)[^1]。但请注意,在大多数设备上,直接使用这个数值可能无法获取到数据,因为窗口标识是动态分配的,而且不同设备可能解释不同。 在Android 14上,这个命令的执行可能会遇到一些变化,因为Android系统对权限和安全性的要求越来越高。 ### 命令输出解析 该命令的输出通常是一个多行的文本,每行包含三个数值: 1. **提交时间戳**(帧被提交给SurfaceFlinger的时间) 2. **开始绘制时间戳**(帧开始合成的时间) 3. **显示时间戳**(帧实际出现在屏幕上的时间) 每一行代表一个帧事件。需要注意的是,输出的第一行是一个标题行,包含当前的刷新周期(单位:纳秒),这个值就是上面命令中传入的数值(16666666)或者系统当前的刷新周期。 例如,输出可能如下: ``` 16666666 1234567890123 1234567890124 1234567890125 1234567890456 1234567890457 1234567890458 ... ``` 输出的第一行表示刷新周期(即每帧的理想时间),后续每行三个时间戳。通过分析这些时间戳的间隔和延迟,可以计算出帧率、丢帧情况以及卡顿。 ### 可能出现的错误及解决办法 1. **错误:`No such service: SurfaceFlinger`** 这通常表示设备没有运行SurfaceFlinger服务,或者设备制造商修改了服务名称。但在标准Android设备上,SurfaceFlinger服务是存在的。 **解决**:检查设备是否具有root权限,或者尝试使用`dumpsys window`等命令确认设备状态。 2. **错误:`Permission Denial`** 在Android 14上,执行该命令可能需要更高的权限,特别是在非root设备上。 **解决**: - 确保USB调试已开启,并且电脑已获得调试授权。 - 尝试使用前台应用的窗口标识:将命令改为`adb shell dumpsys SurfaceFlinger --latency up`(`up`代表当前顶层窗口)。 - 如果使用`up`仍然不行,可以尝试获取当前窗口的标识: ```bash adb shell dumpsys window | grep mCurrentFocus ``` 输出可能类似:`mCurrentFocus=Window{xxxxxxx u0 com.example.app/com.example.app.MainActivity}` 然后使用窗口标识(如`Window{xxxxxxx u0 ...}`)作为参数,但注意这个字符串需要正确转义(通常用引号括起来)。 例如: ```bash adb shell "dumpsys SurfaceFlinger --latency 'Window{xxxxxxx u0 com.example.app/com.example.app.MainActivity}'" ``` 然而,实际经验表明,直接使用窗口标识字符串可能并不总是有效。更可靠的方式是使用`up`。 3. **输出为空或只有一行(只有刷新周期)** 这表示没有收集到帧数据。原因可能是: - 当前应用没有使用SurfaceView(如使用OpenGL或Vulkan的游戏可能不会通过SurfaceFlinger上报)。 - 设备制造商修改了SurfaceFlinger的实现(如一些定制ROM)。 - 在Android 10及以上,系统可能限制了非系统应用获取帧数据。 **解决**: - 尝试在应用启动后执行命令,确保应用在前台且正在绘制。 - 对于游戏应用,尝试使用其他性能工具(如Perfetto)。 - 如果设备已root,可以尝试提升权限:`adb root`后再执行命令。 4. **命令无响应或超时** 这可能是由于系统繁忙或命令参数错误导致。 **解决**: - 重新连接设备并重试。 - 减少数据量:尝试获取更少帧的数据(默认是最近128帧),但该命令不支持自定义帧数。 - 使用其他替代命令: ```bash adb shell dumpsys SurfaceFlinger --latency # 不带参数,但通常需要指定窗口 adb shell dumpsys gfxinfo <package_name> framestats # 获取应用的详细帧信息 ``` ### 在Galaxy S22 (Android 14)上的注意事项 - **权限问题**:Android 14进一步收紧了权限,普通应用可能无法获取其他应用的帧数据。因此,使用`dumpsys SurfaceFlinger`可能需要root权限或者系统签名。 - **高刷新率屏幕**:Galaxy S22的屏幕刷新率最高可达120Hz,这意味着刷新周期约为8.33毫秒(8333333纳秒)。因此,使用16666666(对应60Hz)作为参数可能无法反映真实情况(虽然命令也能执行,但返回的刷新周期值可能是设备当前的刷新周期,而不是传入的值)。建议使用`up`参数,让系统自动获取当前顶层窗口并使用当前刷新率。 - **动态刷新率**:Galaxy S22支持动态刷新率(如从120Hz降至10Hz),因此帧间隔时间可能变化。分析数据时需要考虑这一点。 ### 推荐替代方案 在无法直接使用`dumpsys SurfaceFlinger`的情况下,可以使用以下替代方法: 1. **使用`dumpsys gfxinfo`**: ```bash adb shell dumpsys gfxinfo <package_name> framestats ``` 这个命令会输出详细的帧信息,包括每帧的各个阶段耗时(如绘制、准备、合成等),并且不需要特殊权限(但需要开启应用的GPU呈现模式分析,可在开发者选项中设置)。 2. **使用SoloX等工具**:如用户之前提到的SoloX工具,它通过ADB收集性能数据,并已适配高版本Android。但需要注意,在Android 14上,同样需要开启开发者选项中的相关权限。 3. **使用Perfetto**:Android系统的性能追踪工具,可以记录详细的图形系统数据,包括SurfaceFlinger事件。 ### 相关问题 §§相关问题§§ 1. 如何在Android 14设备上正确获取应用的帧率数据? 2. 如何分析`dumpsys SurfaceFlinger --latency`命令输出的时间戳数据? 3. 在没有root权限的情况下,Android 14上监控应用帧率的最佳方法是什么? 以上回答参考了引用内容[1]中关于Android系统工具的介绍,以及引用[2]中关于设备硬件和系统的一般信息(尽管引用[2]未直接相关,但强调了设备硬件的多样性可能导致系统工具的行为差异)[^1][^2]。 </think>### `adb shell dumpsys SurfaceFlinger --latency 16666666` 命令解析 #### **命令作用** 该命令用于获取Android系统的帧渲染性能数据: 1. **`dumpsys SurfaceFlinger`**:访问系统图形合成服务 2. **`--latency`**:请求输出帧渲染延迟数据 3. **`16666666`**:指定屏幕刷新周期(单位:纳秒),对应 **60Hz刷新率**: $$ \text{周期} = \frac{1}{60} \approx 16.666666 \text{毫秒} \quad \text{即} \quad 16666666 \text{纳秒} $$ #### **典型输出结构** ```bash 16666666 # 第一行:屏幕刷新周期(纳秒) timestamp1 # 第二行起:每行包含三个时间戳 timestamp2 timestamp3 ... ``` 每行三个时间戳含义: 1. **应用提交帧时间**(帧准备好时间) 2. **合成开始时间**(SurfaceFlinger处理起始点) 3. **显示时间**(帧实际显示时刻) #### **Galaxy S22 (Android 14) 常见问题及解决** | 问题现象 | 原因分析 | 解决方案 | |------------------------------|--------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------------------------------------| | **无输出或空输出** | 1. Android 14权限限制<br>2. 开发者选项未开启 | ```bash<br>adb shell settings put global debug_app <包名> && adb shell am set-debug-app -w --persistent <包名><br>```<br>开发者选项 → 启用"帧率监视器" [^1] | | **权限拒绝(Permission Denied)** | Android 14新增`DUMP`权限限制 | 1. 使用Shizuku或root设备<br>2. 改用替代命令:<br>```bash<br>adb shell dumpsys gfxinfo <包名><br>``` | | **时间戳全为0** | 帧数据未初始化 | 1. 确保应用在前台运行<br>2. 检查GPU渲染模式:<br>`开发者选项 → GPU渲染模式分析 → 开启` | | **数值异常波动** | 动态刷新率干扰(S22支持1–120Hz自适应) | 强制锁定刷新率:<br>`设置 → 显示 → 屏幕刷新率 → 120Hz` | #### **数据解读示例** 假设输出: ```bash 16666666 1234567890000 1234567890016 1234567890033 1234567890166 1234567890182 1234567890333 ``` 帧耗时计算: $$ \text{帧1耗时} = (1234567890033 - 1234567890000) = 33 \text{纳秒} \\ \text{帧2耗时} = (1234567890333 - 1234567890166) = 167 \text{纳秒} $$ 当单帧耗时 > 刷新周期(16.6ms)时判定为丢帧(Jank) #### **替代方案** 若命令失效,推荐使用: ```python # Python方案(需SoloX) from solox.public.apm import APM apm = APM(pkgName='com.xxx', platform='Android') apm.start() fps = apm.getFPS() # 获取实时帧率 jank = apm.getJank() # 获取卡顿次数 ```
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