APP流畅度优化做得再好，怎么防止同事在代码里面“下毒”再次劣化呢？，事件分发流程图

//TODO 耗时统计

}

当然相对于优点来说，AspectJ的缺点是，由于其基于规则，所以其切入点相对固定，对于字节码文件的操作自由度以及开发的掌控度就大打折扣。

还有就是我们要实现的是对所有方法进行插桩，所以代码注入后的性能也是我们需要关注的一个重要的点，我们希望只插入我们想插入的代码，而AspectJ会额外生成一些包装代码，对性能以及包大小有一定影响。

二、ASM

ASM是一个十分强大的字节码处理框架，基本上可以实现任何对字节码的操作，也就是自由度和开发的掌控度很高，但是其相对来说比AspectJ上手难度要高，需要对Java字节码有一定了解，不过ASM为我们提供了访问者模式来访问字节码文件，这种模式下可以比较简单的做一些字节码操作，实现一些功能。

同时ASM可以精确的只注入我们想要注入的代码，不会额外生成一些包装代码，所以性能上影响比较微小。

上面说了很多，对于java字节码，这里做一些简单的介绍：

java字节码

我们都知道在java文件的通过javac编译后会生成十六进制的class文件，比如我们先编写一个简单的Test.java文件：

public class Test {

private int m = 1;

public int add() {

int j = 2;

int k = m + j;

return k;

}

}

然后我们通过 javac Test.java -g来编译为Test.class,用文本编辑器打开如下：

可以看到是一堆十六进制数，但是其实这一堆十六进制数是按严格的结构拼接在一起的，按顺序分别是：魔数(cafe babe)、java版本号、常量池、访问权限标志、当前类索引、父类索引、接口索引、字段表、方法表、附加属性等十个部分，这些部分以十六进制的形式表达出来并紧凑的拼接在一起，就是上面看到的class字节码文件。

当然上面的十六进制文件显然不具备可阅读性，所以我们可以通过 javap -verbose Test来反编译，有兴趣的可以自己试一试，就可以看到上面说的十个部分，由于我们做字节码插桩一般和方法表关联比较大，所以我们下面着重看一下方法表，下面是反编译后的add()方法：

可以看到包括三部分：

**1. Code：**这里部分就是方法里的JVM指令操作码，也是最重要的一部分，因为我们方法里的逻辑实际上就是一条一条的指令操作码来完成的。

这里可以看到我们的add方法是通过9条指令操作码完成的。当然插桩重点操作的也是这一块，只要能修改指令，也就能操控任何代码了。

**2. LineNumberTable：**这个是表示行号表。是我们的java源码与指令行的行号对应。比如我们上面的add方法java源码里总共有三行，也就是上图中的line10、line11、line12,这三行对应的JVM指令行数。

有了这样的对应关系后，就可以实现比如Debug调试的功能，指令执行的时候，我们就可以定位到该指令对应的源码所在的位置。

**3. LocalVariableTable：**本地变量表，主要包括This和方法里的局部变量。从上图可以看到add方法里有this、j、k三个局部变量。

由于JVM指令集是基于栈的，上面我们已经了解到了add方法的逻辑编译为class文件后变成了9个指令操作码，下面我们简单看看这些指令操作码是如何配合操作数栈+本地变量表+常量池来执行add方法的逻辑的：

按顺序执行9条指令操作码：

0：把数字2入栈

1：将2赋值给本地变量表中的j

2、3:获取常量池中的m入栈

6：将本地变量表中的j入栈

7、8：将m和j相加，然后赋值给本地变量表中的k

9、10：将本地变量表中的k入栈，并return

好的，关于java字节码的暂时就简单介绍这些，主要是让我们基本了解字节码文件的结构，以及编译后代码时如何运行的。而ASM可以通过操作指令码来生成字节码或者插桩，当你可以利用ASM来接触到字节码，并且可以利用ASM的api来操控字节码时，就有很大的自由度来进行各种字节码的生成、修改、操作等等，也就能产生很强大的功能。

三、Gradle plugin + Transform

上面对于插桩框架的选择，我们通过对比最终选择了ASM，但是ASM只负责操作字节码，我们还需要通过自定义gradle plugin的形式来干预编译过程，在编译过程中获取到所有的class文件和jar包，然后遍历他们，利用ASM来修改字节码,达到插桩的目的。

那么干预编译的过程，我们的第一个念头可能就是，对class转为dex的任务进行hook，在class转为dex之前拿到所有的class文件，然后利用ASM对这些字节码文件进行插桩，然后再把处理过的字节码文件作为transformClassesWithDex任务的输入即可。

这种方案的好处是易于控制，我们明确的知道操作的字节码文件是最终的字节码，因为我们是在transformClassesWithDex任务的前一刻拿到字节码文件的。

缺点就是，如果项目开启了混淆，那么在transformClassesWithDex任务的前一刻拿到的字节码文件显然是经过了混淆了的，所以利用ASM操作字节码的时候还需要mapping文件进行配合才能找到正确的插桩点，这一点比较麻烦。

幸亏gradle还为我们提供了另一种干预编译转换过程的方法：Transform.其实我们稍微翻一下gradle编译过程的源码，就会发现一些我们熟知的功能都是通过Transform来实现的。

还有一点，就是关于混淆的问题，上面我们说了如果通过hook transformClassesWithDex任务的方式来实现插桩，开启混淆的情况下会出现问题，那么利用Transform的方式会不会有混淆的问题呢？

下面我们从gradle源码上面找一下答案：

我们从com.android.build.gradle.internal.TaskManager类里的createCompileTask()方法看起,显然这是一个创建编译任务的方法：

protected void createCompileTask(@NonNull VariantScope variantScope) {

//创建一个将java文件编译为class文件的任务

JavaCompile javacTask = createJavacTask(variantScope);

addJavacClassesStream(variantScope);

setJavaCompilerTask(javacTask, variantScope);

//创建一些在编译为class文件后执行的额外任务，比如一些Transform等

createPostCompilationTasks(variantScope);

}

接下来我们看看createPostCompilationTasks()方法，这个方法比较长，下面只保留重要的几个代码：

public void createPostCompilationTasks(@NonNull final VariantScope variantScope) {

、、、、、、

TransformManager transformManager = variantScope.getTransformManager();

、、、、、

// ----- External Transforms 这个就是我们自定义注册进来的Transform-----

// apply all the external transforms.

List customTransforms = extension.getTransforms();

List<List> customTransformsDependencies = extension.getTransformsDependencies();

、、、、、、

、、、、、、

// ----- Minify next 这个就是混淆代码的Transform-----

CodeShrinker shrinker = maybeCreateJavaCodeShrinkerTransform(variantScope);

、、、、、、

、、、、、、

}

其实这个方法里有很多其他Transform，这里都省略了，我们重点只看我们自定义注册的Transform和混淆代码的Transform,从上面的代码上我们自定义的Transform是在混淆Transform之前添加进TransformManager，所以执行的时候我们自定义的Transform也会在混淆之前执行的，也就是说我们利用自定义Transform的方式对代码进行插桩是不受混淆影响的。

所以我们最终确定的方案就是 Gradle plugin + Transform +ASM的技术方案。下面我们正式说说利用该技术方案进行具体实现。

3、具体实现

---

这里具体实现只挑重点实现步骤讲，详细的可以看具体源码,文章结尾提供了项目的github地址。

一、自定义gradle plugin

关于如何创建一个自定义gradle plugin的项目，这边就不细说了，可以网上搜索，或者直接看MethodTraceMan项目的源码也行，自定义gradle plgin继承自Plugin类，入口是apply方法，我们的apply方法里很简单，就是创建一个自定义扩展配置，然后就是注册一下我们自定义的Transform:

@Override

void apply(Project project) {

project.extensions.create(“traceMan”, TraceManConfig)

def android = project.extensions.getByType(AppExtension)

android.registerTransform(new TraceManTransform(project))

}

二、自定义Transform实现

这里我们创建了一个名叫traceMan的扩展，这样我们可以再使用这个plugin的时候进行一些配置，比如配置插桩的范围，配置是否开启插桩等，这样我们就可以根据自己的需要来配置。

接下来我们看一下TraceManTransform的实现：

public void transform(TransformInvocation transformInvocation) throws TransformException, InterruptedException, IOException {

println ‘[MethodTraceMan]: transform()’

def traceManConfig = project.traceMan

String output = traceManConfig.output

if (output == null || output.isEmpty()) {

traceManConfig.output = project.getBuildDir().getAbsolutePath() + File.separator + “traceman_output”

}

if (traceManConfig.open) {

//读取配置

Config traceConfig = initConfig()

traceConfig.parseTraceConfigFile()

Collection inputs = transformInvocation.inputs

TransformOutputProvider outputProvider = transformInvocation.outputProvider

if (outputProvider != null) {

outputProvider.deleteAll()

}

//遍历，分为class文件变量和jar包的遍历

inputs.each { TransformInput input ->

input.directoryInputs.each { DirectoryInput directoryInput ->

traceSrcFiles(directoryInput, outputProvider, traceConfig)

}

input.jarInputs.each { JarInput jarInput ->

traceJarFiles(jarInput, outputProvider, traceConfig)

}

}

}

}

三、利用ASM进行插桩

接下来看看遍历class文件后如何利用ASM的访问者模式进行插桩：

static void traceSrcFiles(DirectoryInput directoryInput, TransformOutputProvider outputProvider, Config traceConfig) {

if (directoryInput.file.isDirectory()) {

directoryInput.file.eachFileRecurse { File file ->

def name = file.name

//根据配置的插桩范围决定要对某个class文件进行处理

if (traceConfig.isNeedTraceClass(name)) {

//利用ASM的api对class文件进行访问

ClassReader classReader = new ClassReader(file.bytes)

ClassWriter classWriter = new ClassWriter(classReader, ClassWriter.COMPUTE_MAXS)

ClassVisitor cv = new TraceClassVisitor(Opcodes.ASM5, classWriter, traceConfig)

classReader.accept(cv, EXPAND_FRAMES)

byte[] code = classWriter.toByteArray()

FileOutputStream fos = new FileOutputStream(

file.parentFile.absolutePath + File.separator + name)

fos.write(code)

fos.close()

}

}

}

//处理完输出给下一任务作为输入

def dest = outputProvider.getContentLocation(directoryInput.name,

directoryInput.contentTypes, directoryInput.scopes,

Format.DIRECTORY)

FileUtils.copyDirectory(directoryInput.file, dest)

}

可以看到，最终是TraceClassVisitor类里对class文件进行处理的，我们看一下

TraceClassVisitor：

class TraceClassVisitor(api: Int, cv: ClassVisitor?, var traceConfig: Config) : ClassVisitor(api, cv) {

private var className: String? = null

private var isABSClass = false

private var isBeatClass = false

private var isConfigTraceClass = false

override fun visit(

version: Int,

access: Int,

name: String?,

signature: String?,

superName: String?,

interfaces: Array?

) {

super.visit(version, access, name, signature, superName, interfaces)

this.className = name

//抽象方法或者接口

if (access and Opcodes.ACC_ABSTRACT > 0 || access and Opcodes.ACC_INTERFACE > 0) {

this.isABSClass = true

}

//插桩代码所属类

val resultClassName = name?.replace(“.”, “/”)

if (resultClassName == traceConfig.mBeatClass) {

this.isBeatClass = true

}

//是否是配置的需要插桩的类

name?.let { className ->

isConfigTraceClass = traceConfig.isConfigTraceClass(className)

}

}

override fun visitMethod(

access: Int,

name: String?,

desc: String?,

signature: String?,
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