3. 其它能够黑科技优化的方向

3.1 中心线程绑定大核

3.1.1 界说

中心线程绑定大核的思路也很简单理解，现在的 CPU 都是多核的，大核的频率比小核要高不少，假如咱们的中心线程固定运转在大核上，那么运用功能自然会有所进步。

中心线程指的是 UI 线程、RenderThread 线程，由于它们直观影响用户的感触，或许在具体项目中的其它特定线程，比方语音处理，为了有更快的处理结果，语音线程也是能够列为中心线程的。

3.1.2 检查设备是否有巨细核

  1. 能够经过/sys/devices/system/cpu/目录下的文件获取各个核的频率

  2. 尝试了下正在开发的设备，它没有巨细核之分，一切核的频率全都相同，如下：

Android 功能优化之黑科技开道（二）

  1. 当然，咱们能够将此判别写到代码中，由咱们的 App 智能判别是否需求绑定巨细核，并找出来大核线程是哪个，具体代码这儿就不贴了，原理同上，需求注意下读取权限问题

3.1.3 绑定 CPU 核完成

  1. 绑定大核是经过函数 sched_setaffinity 完成的。
extern "C" JNIEXPORT void JNICALL Java_com_zj_android_startup_optimize_StartupNativeLib_bindCore(JNIEnv env, *jobject /* this */, jint thread_id, jint core) {
    cpu_set_t mask;     // CPU  核的集合
    CPU_ZERO(&mask);    // 将mask置空
    CPU_SET(core, &mask);    // 将需求绑定的  cpu  核设置给mask，核为序列0,1,2,3……
    if (sched_setaffinity(thread_id, sizeof(mask), &mask) == -1) { // 将线程绑核
        LOG  ("bind thread %d to core %d fail", thread_id, core);
    } else {
        LOG  ("bind thread %d to core %d success", thread_id, core);
    }
}

  1. 如上所示，sched_setaffinity 共有 3 个参数。

    • 参数 1 是线程的 id，假如为 0 则表明主线程。
    • 参数 2 表明 cpu 序列掩码的长度。
    • 参数 3 则表明需求绑定的 cpu 序列的掩码。

  2. 以上是线程绑定大核的中心代码，能够看到咱们还需求获取 RenderThread 的 id ，以及 cpu 大核的序列。

  3. 运用中线程的信息记录在 /proc/pid/task 的文件中，经过解析 task 文件就能够获取当前进程的一切线程，而 cpu 大核序列也能够经过解析 /sys/devices/system/cpu 目录完成。

3.2 GC 按捺

3.2.1 什么是 GC 按捺

  1. 首先 GC，便是 Java 的废物收回，GC 按捺指的是在 App 发动阶段，不让体系做 GC 或许是将 GC 的频频下降，以进步发动速度
  2. 此技能在 Android10 以上的体系已参加，所以这儿评论的是 在 Android10 以下的体系中添加此功能

3.2.2 Android10 中的 GC 按捺怎么完成的

  1. Java 的废物收回机制，在 Android 5.0 之后，ART 替代了 Dalvik，ART 虚拟机在废物收回的时分虽然没有像 Dalvik 相同 stop the world，但在发动阶段假如产生废物收回，GC 线程相同抢占了不少体系资源。

  2. Google 也注意到发动阶段 GC 对发动速度的影响，并在 Android 10 之后做了必定的优化，概况可见如下提交：cs.android.com/android/_/a…

Android 功能优化之黑科技开道（二）

  1. 能够看出，基本思路是在 2s 内进步后台 GC 的阈值，削减发动阶段的 GC 次数，根据 Google 的测验，按捺 GC 后效果如下：

Android 功能优化之黑科技开道（二）

  1. 能够看出，GC 次数明显削减，发动速度也有必定的进步。

3.2.3 咱们的程序是否有必要进行 GC 按捺

  1. 能够经过以下代码获取 gc 的次数与耗时，便利统计 gc 对发动耗时的影响，以评估是否有必要做 GC 按捺
Debug.getRuntimeStat("art.gc.gc-count") // gc 次数
Debug.getRuntimeStat("art.gc.gc-time")  // gc 耗时
Debug.getRuntimeStat("art.gc.blocking-gc-count") // 堵塞 gc 次数
Debug.getRuntimeStat("art.gc.blocking-gc-time") // 堵塞 gc 耗时

在电视项意图主页检查 GC 的情况，结果如下，发现从发动到主页显示出来，GC 次数和时刻都是比较高的值：

Android 功能优化之黑科技开道（二）

  1. 别的，我在 profiler 工具中观察到咱们的 GC 线程能够更直观的看到，不只是在发动的时分，后续它也会频频很多的运转，如下：

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3.2.4 GC 按捺完成

GC 作业的原理

GC 首要是经过 HeapTaskDaemon 线程完成的，这是一个看护线程，在 Zygote 线程发动后这个线程也就发动了，发动后首要做了以下作业：

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  1. 从 HeapTaskDaemon.runInternal（）办法开端一步步骤用到 native 层的 task_processor.RunAllTasks（） 办法。
  2. 当 TaskProcessor 中的 tasks 为空时，会休眠等待，否则会取出第一个 HeapTask 并履行其 Run 办法。

而 HeapTask 的 Run 办法是一个虚函数，需求子类来完成。

class HeapTask : public SelfDeletingTask {
};
class SelfDeletingTask : public Task {
};
class Task : public Closure {
};
class Closure {
 public:
  virtual ~Closure() { }
  // 界说 Run 虚函数
  virtual void Run(Thread* self) = 0;
};

HeapTask 便是废物收回的任务，有多个子类，比方最常见的 ConcurrentGCTask 便是其子类，在 Java 内存到达阈值时就会履行这个 Task，用于履行并发 GC。

GC 按捺计划：Native 层的 Hook

在了解了 HeapTaskDaemon 的履行流程之后，咱们想到，假如发动时在 ConcurrentGCTask 的 Run 办法履行前休眠一段时刻，不就能够完成 GC 按捺了吗？

而 Run 办法正好是虚函数，虚函数与 Java 中的抽象函数类似，留给子类去扩展完成多态。

虚函数和外部库函数相同都没法直接履行，需求在表中去查找函数的真实地址，那么咱们是不是能够运用类似 PLT Hook 的思路，运用自界说函数的地址替换原有函数地址，完成 Hook 呢？

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答案是必定的，如上图所示，一个类中假如存在虚函数，那么编译器就会为这个类生成一张虚函数表，而且将虚函数表的地址放在目标实例的首地址的内存中。同一个类的不同实例，共用一张虚函数表的。

因此咱们的首要思路如下：

  1. 发动时将虚函数表中的 Run 函数地址替换为自界说函数地址。
  2. 在自界说函数内部休眠一段时刻，按捺 GC。

休眠完成后将虚函数表中的函数地址替换回来，避免影响后续履行。

3.3 字节码插桩与功能监控

3.3.1 功能监控的流程

根据功能问题，咱们能够进行一个功能方面的监控，以到达随时了解情况，随时进行优化的意图。商场上有很多商业化的 APM 渠道，比方闻名的 NewRelic，还有国内的 听云、OneAPM 等等，还有咱们自己也有功能监控渠道。这些渠道的作业流程如下：

  1. 首先在客户端（Android、iOS、Web 等）收集数据；
  2. 接着将收集到的数据整理上签到服务器；
  3. 服务器接收到数据后建模、存储、发掘剖析，让后将数据可视化，供用户运用。

Android 功能优化之黑科技开道（二）

其间客户端数据收集时运用字节码插桩比较便利快捷，而且具有较大的通用性

3.3.2 字节码插桩原理

字节码插桩的原理便是在 Android 打包的时分，经过 ASM 等结构将 Java 字节码，插入到特定方位上，到达自动参加某些重复代码的意图，也即是 AOP 编程，如下是 Android 打包的流程：

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插桩进口

在打包进程中，会将一切 class 文件，包含第三方的 class 文件打包成一个或许多个 dex 文件。这其间涉及到两个很关键的环节：

javac：将 。java 格局的源代码文件编译成 class 文件；

dex: 将 class 格局的文件打包汇总，组成一个或许多个 dex 文件。

咱们想要对字节码进行修正，只需求在 javac 之后 dex 之前遍历一切的字节码文件，并按照必定的规矩过滤修正就好了，这儿便是字节码插桩的进口。

那么咱们到底怎么介入打包进程，在 class 转换为 dex 文件的时分完成对字节码的修正呢？

答案是 transform api。Android Gradle Plugin 1.5.0 及以上版别，Google 官方提供了 transform api 作为字节码插桩的进口。咱们只需求完成一个自界说的 Gradle Plugin，然后在编译阶段去修正字节码文件即可。

修正字节码

找到了插桩进口，接下来就要对字节码进行修正。对于字节码的修正，比较常用的结构有 Javassist 和 ASM。具体的运用就不进行介绍了，有结构运用的话，写字节码还是比较便利的。

4. 总结

本篇首要介绍了一些 Android 中有用的黑科技，包含 Hook 技能，线程自界说调整，GC 按捺，字节码插桩等，在电视版智家 App9.0 项目中现已验证了部分技能，还有一些技能正在规划中，后续将会逐渐的进步咱们的 App 功能。

最后，评论一个问题，这些黑科技是”奇淫巧技”吗，还是合理合法的运用呢？

这儿引用一篇文章中的原话：

国产定制安卓体系一直都在安卓版别号更新之前，抢先不只一个身位。

以至于每次的安卓大版别更新像是在追授国产定制 Android 在 N 年前魔改的功勋，甚至像是在若干个发行版别选一个最好的计划作为整个 Android 生态的标准。

招安，才是最形象的解释。

参阅：怎么点评谷歌刚发布的 AOSP14，在 iOS 和鸿蒙的竞赛下，安卓还有哪些第三方开发的体系亮点值得关注？

国内的 Android 黑科技一直是首先发展的，遍数国内 Android 技能圈走过的旅程，从之前的插件化，到双开等，哪一个在当时不算是”奇淫巧技”呢，最后不都成了 Android 官方的标配了么，所以，斗胆的探索去吧，能处理咱们问题的技能便是好技能。

5. 参阅

  1. 盘点 Android 常用 Hook 技能
  2. 怎么高雅封闭 Android 日志输出
  3. Android 中怎么 Hook 住 JNI 办法
  4. JNI 函数 Hook 实战
  5. 发动优化中的一些黑科技，了解一下～
  6. Android 功能监控系列一（原理篇）
  7. 怎么点评谷歌刚发布的 AOSP14，在 iOS 和鸿蒙的竞赛下，安卓还有哪些第三方开发的体系亮点值得关注？

6. 团队介绍

「三翼鸟数字化技能渠道-场景规划交互渠道」首要担任规划工具的研制，包含营销规划工具、家电VR规划和展示、水电暖通前置规划能力，研制并沉积素材库，构建家居家装素材库，集成户型库、全品类产品库、规划计划库、生产工艺模型，打造根据户型和风格的AI规划能力，快速生成算量和报价；一起研制了门店规划师中心和项目中心，包含规划师办理能力和项目经理办理能力。完成了场景全生命周期办理，一起为水，空气，厨房等产业提供商机办理工具，从而完成了以场景贯穿的B端C端全流程体系。