Android中Matrix的简单使用

1.简介：

Matrix 是一款微信研发并日常使用的应用性能接入框架，支持iOS, macOS和Android。 Matrix 通过接入各种性能监控方案，对性能监控项的异常数据进行采集和分析，输出相应的问题分析、定位与优化建议，从而帮助开发者开发出更高质量的应用。

2.使用说明：

Matrix-android 当前监控范围包括：应用安装包大小，帧率变化，启动耗时，卡顿，慢方法，SQLite 操作优化，文件读写，内存泄漏等等。

APK Checker: 针对 APK 安装包的分析检测工具，根据一系列设定好的规则，检测 APK 是否存在特定的问题，并输出较为详细的检测结果报告，用于分析排查问题以及版本追踪
Resource Canary: 基于 WeakReference 的特性和 Square Haha 库开发的 Activity 泄漏和 Bitmap 重复创建检测工具
Trace Canary: 监控ANR、界面流畅性、启动耗时、页面切换耗时、慢函数及卡顿等问题
SQLite Lint: 按官方最佳实践自动化检测 SQLite 语句的使用质量
IO Canary: 检测文件 IO 问题，包括：文件 IO 监控和 Closeable Leak 监控
Battery Canary: 监控 App 活跃线程（待机状态 & 前台 Loop 监控）、ASM 调用 (WakeLock/Alarm/Gps/Wifi/Bluetooth 等传感器)、后台流量 (Wifi/移动网络)等 Battery Historian 统计 App 耗电的数据
MemGuard
检测堆内存访问越界、使用释放后的内存、重复释放等问题

3.特性：

与常规的 APM 工具相比，Matrix 拥有以下特点：

APK Checker

具有更好的可用性：JAR 包方式提供，更方便应用到持续集成系统中，从而追踪和对比每个 APK 版本之间的变化
更多的检查分析功能：除具备 APKAnalyzer 的功能外，还支持统计 APK 中包含的 R 类、检查是否有多个动态库静态链接了 STL 、搜索 APK 中包含的无用资源，以及支持自定义检查规则等
输出的检查结果更加详实：支持可视化的 HTML 格式，便于分析处理的 JSON ，自定义输出等等

Resource Canary

分离了检测和分析部分，便于在不打断自动化测试的前提下持续输出分析后的检测结果
对检测部分生成的 Hprof 文件进行了裁剪，移除了大部分无用数据，降低了传输 Hprof 文件的开销
增加了重复 Bitmap 对象检测，方便通过减少冗余 Bitmap 数量，降低内存消耗

Trace Canary

编译期动态修改字节码, 高性能记录执行耗时与调用堆栈
准确的定位到发生卡顿的函数，提供执行堆栈、执行耗时、执行次数等信息，帮助快速解决卡顿问题
自动涵盖卡顿、启动耗时、页面切换、慢函数检测等多个流畅性指标
准确监控ANR，并且能够高兼容性和稳定性地保存系统产生的ANR Trace文件

SQLite Lint

接入简单，代码无侵入
数据量无关，开发、测试阶段即可发现SQLite性能隐患
检测算法基于最佳实践，高标准把控SQLite质量*
底层是 C++ 实现，支持多平台扩展

IO Canary

接入简单，代码无侵入
性能、泄漏全面监控，对 IO 质量心中有数
兼容到 Android P

Battery Canary

接入简单，开箱即用
预留 Base 类和 Utility 工具以便扩展监控特性

Memory Hook

一个检测 Android native 内存泄漏的工具
无侵入，基于 PLT-hook(iqiyi/xHook)，无需重编 native 库
高性能，基于 Wechat-Backtrace 进行快速 unwind 堆栈，支持 aarch64 和 armeabi-v7a 架构

Pthread Hook

一个检测 Android Java 和 native 线程泄漏及缩减 native 线程栈空间的工具
无侵入，基于 PLT-hook(iqiyi/xHook)，无需重编 native 库
通过对 native 线程的默认栈大小进行减半降低线程带来的虚拟内存开销，在 32 位环境下可缓解虚拟内存不足导致的崩溃问题

WVPreAllocHook

一个用于安全释放 WebView 预分配内存以在不加载 WebView 时节省虚拟内存的工具，在 32 位环境下可缓解虚拟内存不足导致的崩溃问题
无侵入，基于 PLT-hook(iqiyi/xHook)，无需重编 native 库
使用该工具后 WebView 仍可正常工作

MemGuard

一个基于 GWP-Asan 修改的堆内存问题检测工具
无侵入，基于 PLT-hook(iqiyi/xHook)，无需重编 native 库
可根据正则表达式指定被检测的目标库
可检测堆内存访问越界、使用释放后的内存和双重释放等问题

Backtrace Component

基于 DWARF 以及 ARM 异常处理数据进行简化并生成全新的 quicken unwind tables 数据，用于实现可快速回溯 native 调用栈的 backtrace 组件。回溯速度约是 libunwindstack 的 15x ~ 30x 左右。

完整的说明查看官方文档：https://github.com/Tencent/matrix#matrix_android_cn

4.依赖导入：

4.1 配置Matrix版本:

在gradle.properties目录下配置Matrix版本

MATRIX_VERSION=2.1.0

4.2 AGP8.0.2导入依赖：

由于我是最新稳定版的Studio,AGP版本为8.0以上，所以这里有两种配置方式，后面讲解AGP8.0新的依赖配置方式和改变，这里就直接上代码.

dependencies {
    implementation 'androidx.appcompat:appcompat:1.6.1'
    implementation 'com.google.android.material:material:1.9.0'
    implementation 'androidx.constraintlayout:constraintlayout:2.1.4'
    testImplementation 'junit:junit:4.13.2'
    androidTestImplementation 'androidx.test.ext:junit:1.1.5'
    androidTestImplementation 'androidx.test.espresso:espresso-core:3.5.1'
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-android-lib", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-android-commons", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-trace-canary", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-io-canary", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-memory-canary", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation 'com.blankj:utilcodex:1.31.1'
}

4.3 AGP8.0以下导入依赖：

apply plugin: 'com.android.application'
apply plugin: 'com.tencent.matrix-plugin'

    matrix {
        trace {
            enable = true    //if you don't want to use trace canary, set false
            baseMethodMapFile = "${project.buildDir}/matrix_output/Debug.methodmap"
            blackListFile = "${project.projectDir}/matrixTrace/blackMethodList.txt"
        }
    }

dependencies {
    implementation 'androidx.appcompat:appcompat:1.6.1'
    implementation 'com.google.android.material:material:1.9.0'
    implementation 'androidx.constraintlayout:constraintlayout:2.1.4'
    testImplementation 'junit:junit:4.13.2'
    androidTestImplementation 'androidx.test.ext:junit:1.1.5'
    androidTestImplementation 'androidx.test.espresso:espresso-core:3.5.1'
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-android-lib", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-android-commons", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-trace-canary", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-io-canary", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-memory-canary", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation 'com.blankj:utilcodex:1.31.1'
}

在这里插入图片描述

4.4 项目的build.gradle配置：

buildscript {
    repositories {
        google()
        mavenCentral()
        maven { url 'https://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/' }
        maven { url 'https://repo1.maven.org/maven2/' }
    }
    dependencies {
        classpath 'com.android.tools.build:gradle:8.0.2'
        classpath ("com.tencent.matrix:matrix-gradle-plugin:${MATRIX_VERSION}") { changing = true }
    }
}
plugins {
    id 'com.android.application' version '8.0.2' apply false
    id 'com.android.library' version '8.0.2' apply false
}

在这里插入图片描述

4.5 完整的配置如下：

App目录下的build.gradle

plugins {
    id 'com.android.application'
}
//apply plugin: 'com.android.application'
//apply plugin: 'com.tencent.matrix-plugin'
android {
    namespace 'com.example.matrixdemo'
    compileSdk 33
    defaultConfig {
        applicationId "com.example.matrixdemo"
        minSdk 23
        targetSdk 33
        versionCode 1
        versionName "1.0"
        testInstrumentationRunner "androidx.test.runner.AndroidJUnitRunner"
    }
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android-optimize.txt'), 'proguard-rules.pro'
        }
    }
    compileOptions {
        sourceCompatibility JavaVersion.VERSION_1_8
        targetCompatibility JavaVersion.VERSION_1_8
    }
 /*   matrix {
        trace {
            enable = true    //if you don't want to use trace canary, set false
            baseMethodMapFile = "${project.buildDir}/matrix_output/Debug.methodmap"
            blackListFile = "${project.projectDir}/matrixTrace/blackMethodList.txt"
        }
    }*/
}

dependencies {
    implementation 'androidx.appcompat:appcompat:1.6.1'
    implementation 'com.google.android.material:material:1.9.0'
    implementation 'androidx.constraintlayout:constraintlayout:2.1.4'
    testImplementation 'junit:junit:4.13.2'
    androidTestImplementation 'androidx.test.ext:junit:1.1.5'
    androidTestImplementation 'androidx.test.espresso:espresso-core:3.5.1'
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-android-lib", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-android-commons", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-trace-canary", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-io-canary", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation group: "com.tencent.matrix", name: "matrix-memory-canary", version: MATRIX_VERSION, changing: true
    implementation 'com.blankj:utilcodex:1.31.1'
}

项目的build.gradle：

// Top-level build file where you can add configuration options common to all sub-projects/modules.

buildscript {
    repositories {
        google()
        mavenCentral()
        maven { url 'https://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/' }
        maven { url 'https://repo1.maven.org/maven2/' }
    }
    dependencies {
        classpath 'com.android.tools.build:gradle:8.0.2'
        classpath ("com.tencent.matrix:matrix-gradle-plugin:${MATRIX_VERSION}") { changing = true }
    }
}
plugins {
    id 'com.android.application' version '8.0.2' apply false
    id 'com.android.library' version '8.0.2' apply false
}

5.MatrixUtils工具类：

package com.example.matrixdemo.utils;

import android.app.Application;

import com.blankj.utilcode.util.LogUtils;
import com.example.matrixdemo.impl.MatrixDynamicConfigImpl;
import com.example.matrixdemo.plugin.MatrixPluginListener;
import com.tencent.matrix.Matrix;
import com.tencent.matrix.iocanary.IOCanaryPlugin;
import com.tencent.matrix.iocanary.config.IOConfig;
import com.tencent.matrix.memory.canary.MemoryCanaryPlugin;
import com.tencent.matrix.trace.TracePlugin;
import com.tencent.matrix.trace.config.TraceConfig;

/**
 * @author: njb
 * @date: 2023/8/10 11:19
 * @desc:
 */
public class MatrixUtils {
    private static volatile MatrixUtils INSTANCE;
    private static final String TAG = "MatrixLog";

    private MatrixUtils() {
    }

    public static MatrixUtils getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            synchronized (MatrixUtils.class) {
                if (INSTANCE == null) {
                    INSTANCE = new MatrixUtils();
                }
            }
        }
        return INSTANCE;
    }

    public void initPlugin(Application application, String splashActivity) {
        Matrix.Builder builder = new Matrix.Builder(application); // build matrix
        builder.pluginListener(new MatrixPluginListener(application)); // add general pluginListener
        MatrixDynamicConfigImpl matrixDynamicConfig = new MatrixDynamicConfigImpl(); // dynamic config
        boolean fpsEnable = matrixDynamicConfig.isFPSEnable();
        boolean traceEnable = matrixDynamicConfig.isTraceEnable();
        //Trace plugin
        TraceConfig traceConfig = new TraceConfig.Builder()
                .dynamicConfig(matrixDynamicConfig)
                .enableFPS(fpsEnable)//帧率
                .enableEvilMethodTrace(traceEnable)//慢方法
                .enableAnrTrace(traceEnable)//anr
                .enableStartup(traceEnable)//启动速度
                .splashActivities(splashActivity)//首页
                //debug模式
                .isDebug(true)
                //dev环境
                .isDevEnv(false)
                .build();

        TracePlugin tracePlugin = new TracePlugin(traceConfig);
        builder.plugin(tracePlugin);

        MemoryCanaryPlugin memoryCanaryPlugin = new MemoryCanaryPlugin();
        builder.plugin(memoryCanaryPlugin);

        // io plugin
        IOCanaryPlugin ioCanaryPlugin = new IOCanaryPlugin(new IOConfig.Builder()
                .dynamicConfig(matrixDynamicConfig)
                .build());
        builder.plugin(ioCanaryPlugin);

        //init matrix
        Matrix.init(builder.build());
        tracePlugin.start();
    }
}

6.自定义Matrix动态配置接口

package com.example.matrixdemo.impl;

import com.tencent.mrs.plugin.IDynamicConfig;

/**
 * @author: njb
 * @date: 2023/8/10 11:24
 * @desc:
 */
public class MatrixDynamicConfigImpl implements IDynamicConfig {
    public MatrixDynamicConfigImpl() {}

    public boolean isFPSEnable() { return true;}
    public boolean isTraceEnable() { return true; }
    public boolean isMatrixEnable() { return true; }
    public boolean isDumpHprof() {  return false;}

    @Override
    public String get(String key, String defStr) {
        return defStr;
    }

    @Override
    public int get(String key, int defInt) {
        return defInt;
    }

    @Override
    public long get(String key, long defLong) {
        return defLong;
    }

    @Override
    public boolean get(String key, boolean defBool) {
        return defBool;
    }

    @Override
    public float get(String key, float defFloat) {
        return defFloat;
    }
}

7.自定义插件事件监听：

package com.example.matrixdemo.plugin;

import android.content.Context;

import com.blankj.utilcode.util.LogUtils;
import com.tencent.matrix.plugin.DefaultPluginListener;
import com.tencent.matrix.report.Issue;
import com.tencent.matrix.util.MatrixLog;

/**
 * @author: njb
 * @date: 2023/8/10 11:21
 * @desc:
 */
public class MatrixPluginListener extends DefaultPluginListener {
    public static final String TAG = "MatrixPluginListener";

    public MatrixPluginListener(Context context) {
        super(context);
    }

    @Override
    public void onReportIssue(Issue issue) {
        super.onReportIssue(issue);
        //todo 处理性能监控数据
        MatrixLog.e(TAG, issue.toString());
        LogUtils.e(TAG, issue.toString());
    }
}

8.Matrix初始化:

package com.example.matrixdemo.app;

import android.app.Application;

import com.example.matrixdemo.utils.MatrixUtils;


/**
 * @author: njb
 * @date: 2023/8/10 11:31
 * @desc:
 */
public class App extends Application {

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        initMatrix();
    }

    private void initMatrix() {
        MatrixUtils.getInstance().initPlugin(this,"com.example.matrixdemo.MainActivity;");
    }
}

9.简单使用：

private void testThreadAnr() {
    try {
        int number = 0;
        while (number++ < 5) {
            LogUtils.e(TAG, "主线程睡眠导致的ANR:次数" + number + "/5");
            try {
                Thread.sleep(5000L);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
                LogUtils.e(TAG, "异常信息为:" + e.getMessage());
            }
        }
    } catch (Throwable e) {
        e.printStackTrace();
        LogUtils.e(TAG, "异常信息为:" + e.getMessage());
    }
}

10.完整测试代码：

这里是模拟主线程睡眠导致的ANR，只是为了简单测试.

package com.example.matrixdemo;

import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import com.blankj.utilcode.util.LogUtils;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    public TextView textView;
    private static final String TAG = "MatrixLog";

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        initView();
    }

    private void initView() {
        textView = findViewById(R.id.tv_test);
        textView.setOnClickListener(v -> testThreadAnr());
    }

    private void testThreadAnr() {
        try {
            int number = 0;
            while (number++ < 5) {
                LogUtils.e(TAG, "主线程睡眠导致的ANR:次数" + number + "/5");
                try {
                    Thread.sleep(5000L);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                    LogUtils.e(TAG, "异常信息为:" + e.getMessage());
                }
            }
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
            LogUtils.e(TAG, "异常信息为:" + e.getMessage());
        }
    }
}

11.布局代码：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context=".MainActivity">

    <TextView
        android:id="@+id/tv_test"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="Hello World!"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

</androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout>