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AspectJ 在APM上的应用（三）

2018-10-19  本文已影响34人  不正就是歪573

AspectJ 两种用法以及常见问题

前面两篇文章介绍了 AspectJ 的基础概念以及基于注解开发方式的语法，这篇文章总结了 AspectJ 的两种用法和 android-aspectjx 插件的常见问题。

AspectJ 的两种用法

我觉得以 Pointcut 切入点作为区分，AspectJ 有两种用法：（1）用自定义注解修饰切入点，精确控制切入点，属于侵入式；（2）不需要在切入点代码中做任何修改，属于非侵入式。

侵入式

侵入式用法，一般会使用自定义注解，以此作为选择切入点的规则。

下面以 JakeWharton 大神的 hugo 为例，分析自定义注解 AOP 的使用。hugo 是用于在开发环境中打印方法调用信息的，只会打印注解修饰的方法。

首先看下新增的自定义注解：

@Target({TYPE, METHOD, CONSTRUCTOR}) @Retention(CLASS)
public @interface DebugLog {
}

上面定义了@DebugLog注解，可以修饰类、接口、方法和构造函数，可在 Class 文件中保留，编译期可用。更多关于 Java 注解的内容，请看之前的文章 探索注解之注解的基本概念。

再看 hugo 的切面代码，代码说明在注释中：

@Aspect
public class Hugo {
  private static volatile boolean enabled = true;

  @Pointcut("within(@hugo.weaving.DebugLog *)")
  public void withinAnnotatedClass() {} // @DebugLog 修饰的类、接口的 Join Point

  // synthetic 是内部类编译后添加的修饰语，所以 !synthetic 表示非内部类的

  @Pointcut("execution(!synthetic * *(..)) && withinAnnotatedClass()")
  public void methodInsideAnnotatedType() {} // 执行 @DebugLog 修饰的类、接口中的方法，不包括内部类中方法
  

  @Pointcut("execution(!synthetic *.new(..)) && withinAnnotatedClass()")
  public void constructorInsideAnnotatedType() {} // 执行 @DebugLog 修饰的类中的构造函数，不包括内部类的构造函数

  @Pointcut("execution(@hugo.weaving.DebugLog * *(..)) || methodInsideAnnotatedType()")
  public void method() {} // 执行 @DebugLog 修饰的方法，或者 @DebugLog 修饰的类、接口中的方法

  @Pointcut("execution(@hugo.weaving.DebugLog *.new(..)) || constructorInsideAnnotatedType()")
  public void constructor() {} // 执行 @DebugLog 修饰的构造函数，或者 @DebugLog 修饰的类中的构造函数

  ...

  @Around("method() || constructor()")
  public Object logAndExecute(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
    enterMethod(joinPoint); // 打印切入点方法名、参数列表

    long startNanos = System.nanoTime();
    Object result = joinPoint.proceed(); // 调用原来的方法
    long stopNanos = System.nanoTime();
    long lengthMillis = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(stopNanos - startNanos);

    exitMethod(joinPoint, result, lengthMillis); // 打印切入点方法名、返回值、方法执行时间

    return result;
  }

  ...

从上面代码可以看出 hugo 是以 @DebugLog 作为选择切入点的条件，只需要用 @DebugLog 注解类或者方法就可以打印方法调用的信息。

所以，可以看出侵入式 AspectJ 的特点：

非侵入式

非侵入式，就是不需要使用额外的注解来修饰切入点，不用修改切入点的代码。

最近项目中在调研无埋点数据上报，不需要每次新增功能时都添加埋点代码，这种场景适合非侵入式的 AOP，我们采用的是 AspectJ 技术来实现。数据上报一般包括页面和事件统计，下面以 Activity、Fragment 页面统计以及点击事件统计为例，分析非侵入式 Aspectj 在 Android 项目中的使用。

Activity 页面统计

首先需要明白的一点是：AspectJ 无法在 Activity 中织入代码，因为 Activity 属于 android.jar，是安卓平台代码，Class 文件不会在编译时打包进 apk 中。但是项目中继承自 Activity 的子类可以作为切入点，因为编译期会变成 Class 文件。

网上一些统计 Activity 例子是这样：

@Before("execution(* android.app.Activity+.on**(..))")
public void onActivityMethodBefore(JoinPoint joinPoint) throws Throwable {
    ...
}

上面的代码是以 Activity 及其子类的 onXX 方法作为切入点，但是 Activity 类是无法切入的，而 Activity 的子类的话只能切入重写的 onXX 方法。

所以这种写法其实有两个问题：（1）如果 BaseActivity 和 其子类 XXActivity 都重写了 onPause 方法，那么两个方法都会织入 AOP 代码，所以 XXActivity 执行 onPause 方法时，会调用两次数据统计的 AOP 代码；（2）如果 XXActivity 没有重写 onDestroy 方法，那么就 XXActivity.onDestroy 方法就无法作为切入点。

我觉得有两种方式比较合理：

  1. 项目中有个 BaseActivity 作为所有 Activity 的基类，而且 BaseActivity 重写了 Activity 的所有 onXX 方法时，可以以 BaseActivity 作为切入点。Pointcut 表达式：execution(* BaseActivity.on**(..))
  2. 使用 Android API 的 Application.ActivityLifecycleCallbacks，可以监听应用中所有 Activity 生命周期的变化，这也更为通用。

Fragment 页面统计

公司项目中使用的是 support-v4 包中的 Fragment，support-v4 会作为依赖一起编译打包进 apk，所以可以直接切入 Fragment 中。

需要统计的 Fragment 的显示与隐藏，不过不能仅仅依靠 onResume/onPause 两个来判断，在使用 Fragment Tab 时，tab 切换触发的回调是 onHiddenChanged 方法，而 ViewPager 中切换 Fragment 时触发的是 setUserVisibleHint，所以需要切入这四个方法。

@Pointcut("execution(void onHiddenChanged(boolean)) && within(android.support.v4.app.Fragment) && target(fragment) && args(hidden)")
public void onHiddenChanged(Fragment fragment, boolean hidden) {}

@Pointcut("execution(void setUserVisibleHint(..)) && within(android.support.v4.app.Fragment) && target(fragment) && args(visible)")
public void setUserVisibleHint(Fragment fragment, boolean visible) {}

@Pointcut("execution(void onResume()) && within(android.support.v4.app.Fragment) && target(fragment)")
public void onResume(Fragment fragment) {}

@Pointcut("execution(void onPause()) && within(android.support.v4.app.Fragment) && target(fragment)")
public void onPause(Fragment fragment) {}

Click 事件统计

这里只是以普通的 View 的点击事件统计为例，这里的点击事件是指点击某 View 后会执行点击回调这种，所以只需要关注 OnClickListener 即可。

很容易写出下面代码：

@Pointcut("execution(void android.view.View.OnClickListener.onClick(..))  && args(view)")
public void onClick(View view) {}

但是上面的 Pointcut 其实是不全面的，setOnClickListener(new OnClickListener() {…}) 这种匿名内部类写法时没问题，如果是实现 OnClickListener 接口的类则无法切入。所以应该加上 OnClickListener 的子类，使用 OnClickListener+。

@Pointcut("execution(void android.view.View.OnClickListener+.onClick(..))  && args(view)")
public void onClick(View view) {}

这种写法还可以监听到 ButterKnife 的点击事件，因为 ButterKnife 使用一个实现了 OnClickListener 的抽象接口。

所以，从上面三个示例可以看出非侵入式 AspectJ 的特点：

android-aspectjx 插件的常见问题

AspectJ 在 Android 项目中使用需要额外处理，在第一篇文章引入 AspectJ 有到使用的国人写开源插件 gradle_plugin_android_aspectjx，该插件利用了 Gradle 的 Transforms API 用 AspectJ tools 对所有 class 进行处理。

下面是个人在使用遇到的一些问题，总结下避免大家走弯路：

includeJarFilter 和 excludeJarFilter 的使用

默认不做任何配置的话，会遍历项目编译后所有的 .class 文件和依赖的第三方库进行处理。不过可以通过 includeJarFilter 和 excludeJarFilter 过滤缩小范围。

aspectjx {
    //includes the libs that you want to weave
    includeJarFilter 'universal-image-loader', 'AspectJX-Demo/library'
    
    //excludes the libs that you don't want to weave
    excludeJarFilter 'universal-image-loader'
}

编译过程中可以通过 gradle 输出看出使用 AspectJ 处理的第三方库：

aspect start..........
excludeJar:::XXXX
includeJar:::XXXX
.
.
.
aspect do work..........
aspect jar merging..........
aspect done...................

需要注意的切面代码和需要作为切入点的第三方库必须 include，如果切面代码是在 library module 中，没有 include 的话，运行时会出现找不到 aspectOf() 方法的异常。

切入点代码可以混淆

代码是在编译阶段织入，所以混淆是不会有影响的，只有在运行时你需要通过类名，方法名去做一些事情的时候才不能混淆，比如用到了反射技术等。任何在编译阶段植入代码的 AOP 方案混淆都不会受影响，和混淆无关。而在运行时的 AOP 方案就会受混淆影响。

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