Android 开发中插桩

在 Android 开发中，插桩（Instrumentation）主要通过以下几种方式实现，涵盖编译时、构建时和运行时不同阶段：

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一、编译时插桩

1. 注解处理器（APT/KSP）

• 技术：Annotation Processing Tool / Kotlin Symbol Processing
• 作用：解析自定义注解生成新代码
• 场景：依赖注入（Dagger）、路由表生成（ARouter）
• 特点：
  • 不能修改已有代码
  • KSP 比 APT 处理速度更快（Kotlin 专属）

2. Kotlin 编译器插件

• 技术：Kotlin Compiler Plugin
• 能力：直接修改 Kotlin 生成的字节码
• 案例：kotlinx.serialization 序列化库

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二、构建时插桩（.class 文件处理）

3. Transform API（AGP ≤ 7.0）

// 自定义 Transform
class MyTransform extends Transform {void transform(TransformInput inputs) {// 处理输入的 .class 文件}
}

• 阶段：Android Gradle 构建流程中
• 用途：代码覆盖率统计（JaCoCo）、方法耗时监控

4. ASM

// ASM 修改字节码示例
ClassReader cr = new ClassReader(input);
ClassWriter cw = new ClassWriter(cr, ClassWriter.COMPUTE_MAXS);
ClassVisitor cv = new MyClassVisitor(cw); // 自定义 Visitor
cr.accept(cv, ClassReader.EXPAND_FRAMES);

• 优势：性能最优，粒度最细
• 典型应用：
  • AOP 切面编程（日志/权限校验）
  • 热修复（方法替换）

5. Javassist

// Javassist 动态修改类
CtClass ctClass = ClassPool.getDefault().get("com.example.Test");
ctClass.addMethod(CtNewMethod.make("public void newMethod() {}", ctClass));

• 特点：API 更简单，适合快速开发
• 缺点：性能低于 ASM

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三、运行时插桩

6. 动态代理（JDK Proxy）

// 动态代理示例
Proxy.newProxyInstance(target.getClassLoader(),target.getClass().getInterfaces(),(proxy, method, args) -> {System.out.println("方法拦截: " + method.getName());return method.invoke(target, args);}
);

• 限制：只能代理接口方法

7. 字节码运行时修改（需 Root）

• 技术：Dexposed（已弃用）、Epic（ART 支持）
• 原理：Hook 方法指针实现运行时替换
• 风险：高版本 Android 兼容性问题

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四、Gradle 插件扩展

8. 自定义 Gradle 插件

// 自定义插件注册 Transform
class MyPlugin : Plugin<Project> {override fun apply(project: Project) {project.extensions.getByType<AppExtension>().registerTransform(MyTransform())}
}

• 整合场景：模块化自动注册、CI/CD 流程定制

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五、新兴方案

9. AGP Instrumentation API（AGP 7.0+）

• 替代方案：Google 官方推荐的 Transform 替代品
• 优势：支持增量编译和缓存

10. Facebook Redex

• 作用：针对 Release 包的后优化插桩
• 能力：混淆后的代码修改

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技术选型建议

需求场景	推荐方案	理由
代码生成（如路由表）	APT/KSP	编译时安全
性能监控（方法耗时）	ASM + Transform	精细控制
快速原型开发	Javassist	API 简单
模块化注册	自定义 Gradle 插件	构建流程集成
线上热修复	ASM/Epic（需权衡兼容性）	方法级替换

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注意事项

1. 兼容性：AGP 版本升级可能导致 Transform 失效
2. 性能：插桩会增加编译时间（ASM 比 Javassist 快约 30%）
3. 可调试性：编译时插桩需配合 -parameters 保留参数名

如果需要具体某场景的代码实现（如用 ASM 实现方法监控），可以进一步展开说明。