Android严苛模式StrictMode使用详解[通俗易懂]

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

StrictMode类是Android 2.3 （API 9）引入的一个工具类，可以用来帮助开发者发现代码中的一些不规范的问题，以达到提升应用响应能力的目的。举个例子来说，如果开发者在UI线程中进行了网络操作或者文件系统的操作，而这些缓慢的操作会严重影响应用的响应能力，甚至出现ANR对话框。为了在开发中发现这些容易忽略的问题，我们使用StrictMode，系统检测出主线程违例的情况并做出相应的反应，最终帮助开发者优化和改善代码逻辑。

       官网文档：http://developer.android.com/reference/android/os/StrictMode.html

StrictMode具体能检测什么

严苛模式主要检测两大问题，一个是线程策略，即TreadPolicy，另一个是VM策略，即VmPolicy。

ThreadPolicy线程策略检测

• 线程策略检测的内容有
• 自定义的耗时调用 使用detectCustomSlowCalls()开启
• 磁盘读取操作 使用detectDiskReads()开启
• 磁盘写入操作 使用detectDiskWrites()开启
• 网络操作 使用detectNetwork()开启

VmPolicy虚拟机策略检测

• Activity泄露 使用detectActivityLeaks()开启
• 未关闭的Closable对象泄露 使用detectLeakedClosableObjects()开启
• 泄露的Sqlite对象 使用detectLeakedSqlLiteObjects()开启
• 检测实例数量 使用setClassInstanceLimit()开启

工作原理

       其实StrictMode实现原理也比较简单，以IO操作为例，主要是通过在open，read，write，close时进行监控。libcore.io.BlockGuardOs文件就是监控的地方。以open为例，如下进行监控。

@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()方法的实现，代码位于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); }

常见用法

       严格模式的开启可以放在Application或者Activity以及其他组件的onCreate方法。为了更好地分析应用中的问题，建议放在Application的onCreate方法中。 
       其中，我们只需要在app的开发版本下使用 StrictMode，线上版本避免使用 StrictMode，这里定义了一个布尔值变量DEV_MODE来进行控制。

private boolean DEV_MODE = true; public void onCreate() { if (DEV_MODE) { StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy.Builder() .detectCustomSlowCalls() //API等级11，使用StrictMode.noteSlowCode .detectDiskReads() .detectDiskWrites() .detectNetwork() // or .detectAll() for all detectable problems .penaltyDialog() //弹出违规提示对话框 .penaltyLog() //在Logcat 中打印违规异常信息 .penaltyFlashScreen() //API等级11 .build()); StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder() .detectLeakedSqlLiteObjects() .detectLeakedClosableObjects() //API等级11 .penaltyLog() .penaltyDeath() .build()); } super.onCreate(); }

       其中Android3.0引入的方法包括detectCustomSlowCalls()和noteSlowCode()，它们都是用来检测应用中执行缓慢代码的或者潜在的缓慢代码。

查看报告结果

       严格模式有很多种报告违例的形式，但是想要分析具体违例情况，还是需要查看日志，终端下过滤StrictMode就能得到违例的具体stacktrace信息。

adb logcat | grep StrictMode

当然也可以选择弹窗形式来简明提醒开发者

ThreadPolicy 详解

StrictMode.ThreadPolicy.Builder 主要方法如下

• detectNetwork() 用于检查UI线程中是否有网络请求操作

检测UI线程中网络请求案例：

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; } } /** * 网络连接的操作 */ 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(); } } }

运行后，触发的警告如下

• detectDiskReads() 和 detectDiskWrites() 是磁盘读写检查

磁盘读写检查案例：
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; } } /** * 文件系统的操作 */ 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(); } } }

运行后，触发的警告如下 

• noteSlowCall针对执行比较耗时的检查

         StrictMode从 API 11开始允许开发者自定义一些耗时调用违例，这种自定义适用于自定义的任务执行类中，比如我们有一个进行任务处理的类，为TaskExecutor。

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

       先需要跟踪每个任务的耗时情况，如果大于500毫秒需要提示给开发者，noteSlowCall就可以实现这个功能，如下修改代码

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); } } }

执行一个耗时2000毫秒的任务

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

       得到的违例日志，注意其中~duration=20 ms并非耗时任务的执行时间，而我们的自定义信息msg=slowCall cost=2000才包含了真正的耗时。

• penaltyDeath()，当触发违规条件时，直接Crash掉当前应用程序。

• penaltyDeathOnNetwork()，当触发网络违规时，Crash掉当前应用程序。

• penaltyDialog()，触发违规时，显示对违规信息对话框。

• penaltyFlashScreen()，会造成屏幕闪烁，不过一般的设备可能没有这个功能。

• penaltyDropBox()，将违规信息记录到 dropbox 系统日志目录中（/data/system/dropbox），你可以通过如下命令进行插件：

adb shell dumpsys dropbox dataappstrictmode --print

• permitCustomSlowCalls()、permitDiskReads ()、permitDiskWrites()、permitNetwork： 如果你想关闭某一项检测，可以使用对应的permit*方法。

VMPolicy 详解

StrictMode.VmPolicy.Builder 主要方法如下

• detectActivityLeaks() 用户检查 Activity 的内存泄露情况

内存泄露检查案例：
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(); } }

我们反复旋转屏幕就会输出提示信息（重点在 instances=2; limit=1 这一行） 
 
       这时因为，我们在Activity中创建了一个Thread匿名内部类，而匿名内部类隐式持有外部类的引用。而每次旋转屏幕是，Android会新创建一个Activity，而原来的Activity实例又被我们启动的匿名内部类线程持有，所以不会释放，从日志上看，当先系统中该Activty有4个实例，而限制是只能创建1各实例。我们不断翻转屏幕，instances 的个数还会持续增加。

• detectLeakedClosableObjects()用于资源没有正确关闭时提醒

// 资源引用没有关闭检查案例 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("猴子搬来的救兵WooYun"); //fw.close(); 我们在这里特意没有关闭 fw } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }

运行后触发警告如下 

• detectLeakedSqlLiteObjects() 和 
  detectLeakedClosableObjects()的用法类似，只不过是用来检查 SQLiteCursor 或者 其他 SQLite 
  对象是否被正确关闭

• detectLeakedRegistrationObjects() 用来检查 BroadcastReceiver 或者 
  ServiceConnection 注册类对象是否被正确释放

• setClassInstanceLimit()，设置某个类的同时处于内存中的实例上限，可以协助检查内存泄露

检测内存泄露案例
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()); } }

运行后触发警告如下

其他操作

       除了通过日志查看之外，我们也可以在开发者选项中开启严格模式，开启之后，如果主线程中有执行时间长的操作，屏幕则会闪烁，这是一个更加直接的方法。 

注意事项

• 只在开发阶段启用StrictMode，发布应用或者release版本一定要禁用它。
• 严格模式无法监控JNI中的磁盘IO和网络请求。
• 应用中并非需要解决全部的违例情况，比如有些IO操作必须在主线程中进行。

参考链接:http://droidyue.com/blog/2015/09/26/android-tuning-tool-strictmode/

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