本發(fā)明涉及android系統(tǒng)和程序分析領(lǐng)域。具體地，涉及一種基于字節(jié)碼插樁技術(shù)的android程序監(jiān)控系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

隨著android系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量的增加，android應(yīng)用程序覆蓋到的用戶數(shù)量越來越大，分析android應(yīng)用程序的性能瓶頸，潛在問題，能夠提高android應(yīng)用程序的用戶體驗(yàn)，定量化的進(jìn)行android程序監(jiān)控和android程序分析的需求越來越迫切。通常進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)控和動(dòng)態(tài)分析，需要開發(fā)者在應(yīng)用程序的源代碼中插入監(jiān)控代碼，人工或使用程序?qū)ΡO(jiān)控日志進(jìn)行分析，得到程序的性能問題。

然而，在開發(fā)者真實(shí)操作android程序監(jiān)控的過程中，需要在程序的源代碼中進(jìn)行如下操作：

首先，在項(xiàng)目的依賴中，添加程序監(jiān)控庫(kù)。

然后，在需要監(jiān)控的功能點(diǎn)中，插入監(jiān)控入口代碼，通常稱為“埋點(diǎn)”。

其次，也許要注冊(cè)添加監(jiān)控程序需要的，原本的程序不包含的額外權(quán)限。

最后，對(duì)監(jiān)控日志進(jìn)行人工或者自動(dòng)化的分析，得到結(jié)果。

除此之外，當(dāng)程序業(yè)務(wù)邏輯增加或變更的時(shí)候，需要修改或再人工插入監(jiān)控代碼。

上述五點(diǎn)讓android程序監(jiān)控并不能很方便的實(shí)現(xiàn)，監(jiān)控程序和分析程序也缺少可復(fù)用性。

目前沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術(shù)的說明或報(bào)道，也尚未收集到國(guó)內(nèi)外類似的資料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于字節(jié)碼插樁的android程序監(jiān)控系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法通過字節(jié)碼插樁技術(shù)，從外部為android應(yīng)用程序添加多種程序性能、程序正確性的監(jiān)控模塊，使得應(yīng)用程序開發(fā)者能夠根據(jù)監(jiān)控模塊得到的數(shù)據(jù)，提高android應(yīng)用程序的性能和健壯性。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種基于字節(jié)碼插樁的android程序監(jiān)控系統(tǒng)，包括：

-基于字節(jié)碼分析的android程序dex文件注入模塊，用于向android應(yīng)用程序中注入android程序監(jiān)控dex文件；

-android程序監(jiān)控模塊，用于存放android程序監(jiān)控dex文件。

優(yōu)選地，該監(jiān)控系統(tǒng)還包括：

-監(jiān)控日志分析模塊，用于提取和分析通過android程序監(jiān)控dex文件生成的android設(shè)備監(jiān)控日志。

優(yōu)選地，所述android程序監(jiān)控dex文件包括如下任一個(gè)或任多個(gè)監(jiān)控信息：

-android應(yīng)用程序崩潰信息；

-android應(yīng)用程序未響應(yīng)信息；

-android應(yīng)用程序內(nèi)存不足信息；

-http請(qǐng)求及請(qǐng)求響應(yīng)內(nèi)容和響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)信息；

-網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的總流量統(tǒng)計(jì)和具體耗費(fèi)流量api細(xì)分信息；

-圖片加載api耗時(shí)時(shí)間信息；

-cpu使用率和堆內(nèi)存使用大小信息。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種基于字節(jié)碼插樁的android程序監(jiān)控方法，包括如下步驟：

通過插樁的方式，在android應(yīng)用程序的文件注入入口注入android程序監(jiān)控dex文件，并通過android程序監(jiān)控dex文件生成android設(shè)備的監(jiān)控日志。

優(yōu)選地，具體包括如下子步驟：

-分析步驟：

步驟s1.1:將android應(yīng)用程序的apk文件解包，生成若干android應(yīng)用程序的程序邏輯dex文件；

步驟s1.2:使用android程序dex文件注入模塊，分析程序邏輯dex文件的文件格式，得到程序邏輯dex文件需要注入android程序監(jiān)控dex文件的入口，即android應(yīng)用程序的文件注入入口；

步驟s1.3:插樁：使用android程序dex文件注入模塊，將android程序監(jiān)控dex文件注入到相應(yīng)的android應(yīng)用程序的文件注入入口；

步驟s1.4:將被注入的android程序監(jiān)控dex文件和程序邏輯dex文件重新打包，得到插樁過的android應(yīng)用程序；

步驟s1.5：將插樁過的android應(yīng)用程序安裝在android設(shè)備中，在android應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)，注入的android程序監(jiān)控dex文件生成多個(gè)維度的監(jiān)控日志，以日志文件形式存儲(chǔ)在android設(shè)備中。

優(yōu)選地，所述步驟s1.1中，apk文件格式與標(biāo)準(zhǔn)zip壓縮包格式相同，通過使用任意zip解包工具進(jìn)行解包。

優(yōu)選地，所述步驟s1.5中，在生成監(jiān)控日志前，還包括如下步驟：

對(duì)插樁過的android應(yīng)用程序進(jìn)行人工測(cè)試或者自動(dòng)化測(cè)試。

優(yōu)選地，該監(jiān)控方法還包括如下子步驟：

-分析步驟：

s2.1:使用監(jiān)控日志分析模塊，將若干android設(shè)備的監(jiān)控日志取出；

s2.2:使用監(jiān)控日志分析模塊，分析取出的監(jiān)控日志，得到監(jiān)控分析結(jié)果報(bào)表。

優(yōu)選地，所述步驟s2.2中，還包括如下步驟：

通過監(jiān)控分析結(jié)果對(duì)android應(yīng)用程序進(jìn)行優(yōu)化。

優(yōu)選地，所述插樁的方式，采用如下任意一種方法：

方法一，將android程序監(jiān)控dex文件的dex字節(jié)碼注入到android應(yīng)用程序文件注入入口處的指定函數(shù)的開頭或者結(jié)尾；

方法二，將android應(yīng)用程序文件注入入口處的指定函數(shù)a的調(diào)用代碼修改為android程序監(jiān)控dex文件中用來替代該指定函數(shù)a調(diào)用代碼的函數(shù)b。

本發(fā)明提供了一種基于字節(jié)碼插樁的android程序監(jiān)控系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法是一種通用的android應(yīng)用程序監(jiān)控方案，通過使用該系統(tǒng)及方法，能夠大幅度減少開發(fā)人員對(duì)android程序監(jiān)控的工作開銷，通過字節(jié)碼插樁技術(shù)，還能抓取到通過“埋點(diǎn)”方法無法抓去的程序性能、正確性信息，進(jìn)行更深層次的程序分析。除此之外，本發(fā)明還提供了監(jiān)控日志分析模塊，自動(dòng)化根據(jù)監(jiān)控日志生成android應(yīng)用程序的潛在問題。通過本發(fā)明提供的基于字節(jié)碼插樁的android程序監(jiān)控系統(tǒng)及方法，開發(fā)者能夠不用修改程序的任何源代碼，無縫將該套工具集成進(jìn)入測(cè)試流程，根據(jù)分析結(jié)果得到潛在問題。

本發(fā)明可以做到在不修改程序源代碼的情況下收集到以上信息，且不限于以上信息。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本發(fā)明方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例

本實(shí)施例提供了一種基于字節(jié)碼插樁的android程序監(jiān)控系統(tǒng)，包括：

-基于字節(jié)碼分析的android程序dex文件注入模塊，用于向android應(yīng)用程序中注入android程序監(jiān)控dex文件；

-android程序監(jiān)控模塊，用于存放android程序監(jiān)控dex文件。

進(jìn)一步地，該監(jiān)控系統(tǒng)還包括：

-監(jiān)控日志分析模塊，用于提取和分析通過android程序監(jiān)控dex文件生成的android設(shè)備監(jiān)控日志。

進(jìn)一步地，所述android程序監(jiān)控dex文件包括如下任一個(gè)或任多個(gè)監(jiān)控信息：

-android應(yīng)用程序崩潰信息；

-android應(yīng)用程序未響應(yīng)信息；

-android應(yīng)用程序內(nèi)存不足信息；

-http請(qǐng)求及請(qǐng)求響應(yīng)內(nèi)容和響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)信息；

-網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的總流量統(tǒng)計(jì)和具體耗費(fèi)流量api細(xì)分信息；

-圖片加載api耗時(shí)時(shí)間信息；

-cpu使用率和堆內(nèi)存使用大小信息。

本實(shí)施例基于字節(jié)碼插樁的android程序監(jiān)控系統(tǒng)，其監(jiān)控方法，包括如下步驟：

通過插樁的方式，在android應(yīng)用程序的文件注入入口注入android程序監(jiān)控dex文件，并通過android程序監(jiān)控dex文件生成android設(shè)備的監(jiān)控日志。

進(jìn)一步地，具體包括如下子步驟：

-分析步驟：

步驟s1.1:將android應(yīng)用程序的apk文件解包，生成若干android應(yīng)用程序的程序邏輯dex文件。

步驟s1.2:使用android程序dex文件注入模塊，分析程序邏輯dex文件的文件格式，得到程序邏輯dex文件需要注入android程序監(jiān)控dex文件的入口(android應(yīng)用程序的文件注入入口)。

步驟s1.3:插樁：使用android程序dex文件注入模塊，將android程序監(jiān)控dex文件注入到相應(yīng)的android應(yīng)用程序的文件注入入口。

具體注入方法有兩種：一是注入dex字節(jié)碼到被注入dex文件具體某個(gè)函數(shù)的開頭或者結(jié)尾，這樣才能保證不會(huì)破壞原dex文件的正常結(jié)構(gòu)；二是修改被注入的dex文件具體某個(gè)函數(shù)的調(diào)用代碼為注入的dex文件的具體某個(gè)函數(shù)，類似于重定向技術(shù)。

要保證android應(yīng)用程序的程序邏輯dex文件在插樁后依然能夠運(yùn)行，就不能破壞其格式，因此具體的android程序監(jiān)控dex文件插樁方法對(duì)本實(shí)施例的實(shí)施非常關(guān)鍵。

本實(shí)施例的具體插樁方法有兩種：

一是插樁dex字節(jié)碼，將android程序監(jiān)控dex文件的dex字節(jié)碼注入到待插樁dex文件(android應(yīng)用程序文件注入入口處)具體某個(gè)函數(shù)(指定函數(shù))的開頭或者結(jié)尾，這樣保證不會(huì)破壞原dex文件的正常結(jié)構(gòu)；

二是修改待插樁的dex文件具體某個(gè)函數(shù)a的調(diào)用代碼，將待插樁的dex文件(android應(yīng)用程序文件注入入口處)的某個(gè)函數(shù)a(指定函數(shù)a)的調(diào)用代碼修改為插樁的dex文件(android程序監(jiān)控dex文件)中的某個(gè)用來替代原函數(shù)a調(diào)用代碼的函數(shù)b，類似于重定向技術(shù)。

在上述插樁方法中，對(duì)于待插樁dex文件的具體某個(gè)函數(shù)(指定函數(shù))的確定，通常采用如下方式：

第a步：使用反編譯工具(例如smali，android領(lǐng)域內(nèi)的知名反編譯工具)反編譯待插樁dex文件。

第b步：使用android程序dex文件注入模塊，讀取android程序監(jiān)控dex文件(監(jiān)控程序)，android程序監(jiān)控dex文件(監(jiān)控程序)中指定了具體要被插樁的庫(kù)和函數(shù)(即指定函數(shù))。

第c步：從反編譯的待插樁dex文件中，匹配android程序監(jiān)控dex文件(監(jiān)控程序)指定的要被插樁的函數(shù)(指定函數(shù))，得到文件注入入口。

步驟s1.4:將被注入的android程序監(jiān)控dex文件和程序邏輯dex文件重新打包，得到插樁過的android應(yīng)用程序。

步驟s1.5：將插樁過的android應(yīng)用程序安裝在android設(shè)備中，在android應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)，注入的android程序監(jiān)控dex文件生成多個(gè)維度的監(jiān)控日志，，并以日志文件形式存儲(chǔ)在android設(shè)備中。

通過分析監(jiān)控日志，得到android程序多個(gè)維度的監(jiān)控分析報(bào)表。

進(jìn)一步地，所述步驟s1.1中，apk文件格式與標(biāo)準(zhǔn)zip壓縮包格式相同，通過使用任意zip解包工具進(jìn)行解包。

進(jìn)一步地，所述步驟s1.5中，在生成監(jiān)控日志前，還包括如下步驟：

對(duì)插樁過的android應(yīng)用程序進(jìn)行人工測(cè)試或者自動(dòng)化測(cè)試。

進(jìn)一步地，該監(jiān)控方法還包括如下子步驟：

-分析步驟：

s2.1:使用監(jiān)控日志分析模塊，將若干android設(shè)備的監(jiān)控日志取出；

s2.2:使用監(jiān)控日志分析模塊，分析取出的監(jiān)控日志，得到監(jiān)控分析結(jié)果報(bào)表。

優(yōu)選地，所述步驟s2.2中，還包括如下步驟：

通過監(jiān)控分析結(jié)果對(duì)android應(yīng)用程序進(jìn)行優(yōu)化。

在本實(shí)施例中：

分析程序邏輯dex文件的文件格式，使用smali工具將dex文件進(jìn)行反編譯。

android程序監(jiān)控dex文件通過調(diào)用android系統(tǒng)api并寫入文件，生成android設(shè)備的監(jiān)控日志。

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)施例進(jìn)一步描述。

本實(shí)施例提供的基于字節(jié)碼插樁的android程序監(jiān)控系統(tǒng)，通過各模塊提供如下工具：

基于字節(jié)碼分析的android程序dex文件注入模塊，提供了基于字節(jié)碼分析的android程序dex文件注入工具。

android程序監(jiān)控模塊，用于存放被注入的android程序監(jiān)控程序(即，android程序監(jiān)控dex文件)。

監(jiān)控日志分析模塊，提供了監(jiān)控日志分析工具。

如圖1所示，本實(shí)施例提供的的基于字節(jié)碼插樁的android程序監(jiān)控方法，主要包括兩個(gè)步驟，注入步驟和分析步驟。

其中注入步驟的具體執(zhí)行步驟如下：

步驟s1.1:將android應(yīng)用程序的apk文件解包，該apk文件格式與標(biāo)準(zhǔn)的zip壓縮包格式相同，使用任意zip解包工具即可解包；生成若干android應(yīng)用程序的程序邏輯dex文件；

步驟s1.2:解包后有若干android應(yīng)用程序的程序邏輯代碼，以dex文件格式的形式存在，通常稱為“字節(jié)碼”(即，程序邏輯dex文件)，使用android程序dex文件注入工具(即，android程序dex文件注入模塊)，分析程序邏輯dex文件的文件格式，得到需要注入android程序監(jiān)控dex文件的入口；

步驟s1.3:使用android程序dex文件注入工具(即，android程序dex文件注入模塊)，將android程序監(jiān)控dex文件注入到相應(yīng)的入口，這一步稱為插樁；

步驟s1.4:將被注入的android程序監(jiān)控dex文件和其他解包文件(程序邏輯dex文件)重新打包，得到插樁過的android應(yīng)用程序；

步驟s1.5:使用者將插樁過的android應(yīng)用程序安裝到android設(shè)備上，進(jìn)行人工測(cè)試或者自動(dòng)化測(cè)試，注入的監(jiān)控程序(即，android程序監(jiān)控dex文件)會(huì)將監(jiān)控日志寫入到android設(shè)備文件中。

分析步驟的具體執(zhí)行步驟如下：

步驟s2.1:使用監(jiān)控日志分析工具(即，監(jiān)控日志分析模塊)，將若干android設(shè)備的監(jiān)控日志取出；

步驟s2.2:使用監(jiān)控日志分析工具(即，監(jiān)控日志分析模塊)，分析取出的監(jiān)控日志，得到監(jiān)控分析結(jié)果報(bào)表。

通過監(jiān)控分析結(jié)果實(shí)現(xiàn)對(duì)android應(yīng)用程序的優(yōu)化。

本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)android程序監(jiān)控功能的核心是被注入的android程序監(jiān)控程序(即，android程序監(jiān)控dex文件)，具體包含的監(jiān)控功能和監(jiān)控信息都在該文件中實(shí)現(xiàn)，包括如下任意一項(xiàng)或任意多項(xiàng)：

android應(yīng)用程序崩潰的信息收集。

android應(yīng)用程序未響應(yīng)(anr)的信息收集。

android應(yīng)用程序內(nèi)存不足的信息收集。

http請(qǐng)求及請(qǐng)求響應(yīng)內(nèi)容和響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)。

網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的總流量統(tǒng)計(jì)和具體耗費(fèi)流量的api細(xì)分。

圖片加載api耗時(shí)時(shí)間。

cpu使用率和堆內(nèi)存使用大小。

通過本實(shí)施例的系統(tǒng)及方法，可以做到在不修改程序源代碼的情況下收集到以上信息，且不限于以上信息。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。