Android调试神器stetho使用详解和改造

概述

stetho是Facebook开源的一个Android调试工具，项目地址：facebook/stetho
通过Stetho，开发者可以使用chrome的inspect功能，对Android应用进行调试和查看。功能概述

stetho提供的功能主要有：

Network Inspection：网络抓包，如果你使用的是当前流行的OkHttp或者Android自带的 HttpURLConnection，你可以轻松地在chrome inspect窗口的network一栏抓到所有的网络请求和回包，还用啥Postman，还用啥Fiddler哦（开个玩笑，一些场合还是需要用的，毕竟Stetho Network Inspection 只是用来查看回报和发送数据是否有误，在开发初期，调试API还是用Postman快一点）
Database Inspection：数据库查看，可以直接看到当前应用的sqlite数据库，而且是可视化的，不需要再下什么奇怪的工具或者用命令行看了。这个确实非常棒！
View Hierarchy：布局层级查看，免去使用查看布局边界的花花绿绿带来的痛苦和卡顿，而且能看到每个view和layout的各类属性。
Dump App：命令行拓展，构造了一个命令行与Android App的交互通道，在命令行输入一行命令，App可以收到并且在命令行上进行反馈输出。
Javascript Console：Javascript控制台，在inspect的console窗口，输入Javascript可以直接进行Java调用。使用这个功能，得先引入facebook/stethostetho-js-rhino和mozilla/rhino。

在这里，笔者先承认这个文章有点标题党了——在我实际使用体验过后，第一感觉是：这个所谓神器也没有特别神的感觉…造成首次使用感觉不太好的原因在于：

使用教程不太全，尤其是Dump App的使用，不管是在README还是wiki中都没有太多的叙述。
Network Inspection 抓包只封装了OkHttp和HttpURLConnection的，然而大多数情况下，各个应用开发者可能都会有自己的一套网络请求库，它提供的接口这时候就不太友好了，得自己包装一下。
View Hierarchy 用起来有一丝丝的不方便，因为调试视图还包括了Android系统自带的状态栏布局之类的，导致Activity的布局天然处于一个比较深的节点，每次还要手动一层一层展开（其实这里有一个技巧，后面会提到）。
Javascript Console 感觉是最鸡肋的功能，因为自带的console只能关联到application的context，能进行的操作非常有限，且在控制台写js调用Java层的函数是没有自动补全的，容易写错不说，要换成Js的语法也是相当费劲。就算解决这几个问题，也还是想不到什么合适的使用场景。

后面将会对Dump App和Network Inspection进行详细介绍（其他的几个功能都比较简单）。

初始化Stetho

首先引入在安卓项目中引用必要的依赖包，可以使用gradle，也可以直接下载jar包。

dependencies { 
    compile 'com.facebook.stetho:stetho:1.5.0' 
}

需要注意的是如果使用Javascript Console需要额外引入facebook/stethostetho-js-rhino和mozilla/rhino。
然后在应用的Application初始化时，进行Stetho初始化。这些都在官网有详细的说明，不再赘述了。

开始使用

由于大部分功能依赖于Chrome DevTools
所以第一步你需要先打开Chrome，然后在浏览器地址栏输入：chrome://inspect
接触过前端开发或者Webview开发的捧油应该是很熟悉这个套路了。你会看到一个如下界面：

inspect界面

你会发现这里有两项，是因为我的这个示例应用有两个进程。由于App的每个进程都会单独创建一个Application，所以在应用包含多个进程时，Stetho也会为每个进程都初始化一次。那么这里我要调试的是主进程，就点击第一项inspect就行了。
接下来我们就开始搞事情了：

View Hierarchy

查看布局层级没啥好说的，但是之前提到，由于系统的view层级也包括进来了，所以我们Activity的Layout层级都很深，每次一层一层点开很难找，这里提供一个简便方法，在Elements面板，按Ctrl + F，搜索 @android:id/content 即可快速定位到我们当前界面根布局，例如这里的Constraintlayout:

Database Inspection

点击Resource-Web SQL即可查看App的数据库：

Javascript Console

在Console面板，输入context可以看到目前的ApplicationContext：

输入如下代码弹出Toast：

importPackage(android.widget);
importPackage(android.os);
var handler = new Handler(Looper.getMainLooper());
handler.post(function() { Toast.makeText(context, "Hello from JavaScript", Toast.LENGTH_LONG).show() });

应用场景比较有限，但是mozilla/rhino这个Javascript引擎倒是挺有意思的，可以用来做一些有趣的事情，以后有机会再分享一下。

Dump App

官方对dump app的使用说明实在太少了，感觉非常捉急。研究了一番，大概知道了使用流程，即首先需要在App内，通过enableDumpapp方法注册自己的插件：
Stetho.initialize(Stetho.newInitializerBuilder(context)

.enableDumpapp(new DumperPluginsProvider() {
  @Override
  public Iterable<DumperPlugin> get() {
    return new Stetho.DefaultDumperPluginsBuilder(context)
        .provide(new MyDumperPlugin())
        .finish();
  }
})
.enableWebKitInspector(Stetho.defaultInspectorModulesProvider(context))
.build())

也可以使用默认的插件：
Stetho.initialize(Stetho.newInitializerBuilder(this)

            .enableDumpapp(new DumperPluginsProvider() {
                public Iterable<DumperPlugin> get() {
                    return (new Stetho.DefaultDumperPluginsBuilder(StethoNetworkApplication.this)).finish();
                }
            }).enableWebKitInspector(Stetho.defaultInspectorModulesProvider(context))
.build())

然后，stetho的github项目地址下有一个script文件夹：facebook/stetho-script
把这个文件夹下到本地，发现里面有几个文件：
.gitignore
dumpapp
hprof_dump.sh
stetho_open.py
说实话第一眼看上去根本不知道这东西干啥用的，dumpapp这文件看起来就跟可执行文件似的，但事实上它又不是exe，用记事本打开一看，是Python3的文件，我也是醉了…

所以使用Python3.x来运行这个文件即可。（由于他还引用了stetho_open.py，为了看起来不那么别扭，我把几个文件都整合在一齐，搞了一个dump.py）
这里我并没有注册任何插件，但是由于Stetho自带了几个插件，我们可以看看他们的实现：

例如files插件，来试用一下：

即用户发送命令时，Plugin的dump方法会被调用，Plugin通过dumpContext.getStdout()来获取输出流，将反馈输出到命令行：

public void dump(DumperContext dumpContext) throws DumpException {
        Iterator<String> args = dumpContext.getArgsAsList().iterator();
        String command = ArgsHelper.nextOptionalArg(args, "");
        if("ls".equals(command)) {
            this.doLs(dumpContext.getStdout());
        } else if("tree".equals(command)) {
            this.doTree(dumpContext.getStdout());
        } else if("download".equals(command)) {
            this.doDownload(dumpContext.getStdout(), args);
        } else {
            this.doUsage(dumpContext.getStdout());
            if(!"".equals(command)) {
                throw new DumpUsageException("Unknown command: " + command);
            }
        }

    }

Network Inspection

其实这也是重点之一了。我在这里添加了一个OkHttp的Inspector。
注意：此处有坑，因为你会发现用gradle添加的stetho依赖中没有StethoInterceptor这个类，你可以到stetho的github页面下载一下，同事需要跟你的OkHttp版本对应，因为2.x跟3.x对应的StethoInterceptor还有差异）：
下载地址：
facebook/stetho-okhttp3
facebook/stetho-okhttp
代码示例如下：
public void testOkHttp(){

Thread thread = new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        String url = "http://www.zhihu.com/";
        OkHttpClient.Builder builder = new OkHttpClient.Builder()

.addNetworkInterceptor(new StethoInterceptor());

        OkHttpClient client = builder.build();
        Request request = new Request.Builder()
                .url(url)
                .get()
                .build();
        try {

            Response response = client.newCall(request).execute();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
});
thread.start();

}

运行这个函数，可以看到Network一栏的请求，每项网络请求发出时，Status处于Pending状态，收到回包后，Status等栏目都会变化，展示httpcode，请求耗时、回包数据类型等信息。

当然这不是重点。重点是我们要对这个东西改造一下，他是如何抓下包来发送给Chrome的呢？
看一下StethoInterceptor的intercept函数，写了些注释：

private final NetworkEventReporter mEventReporter = 
    NetworkEventReporterImpl.get();
public Response intercept(Chain chain) throws IOException {
    // 构造一个独特的eventID，一对网络事件（请求和回包）对应一个eventID
    String requestId = mEventReporter.nextRequestId();

    Request request = chain.request();
    
    // 准备发送请求
    RequestBodyHelper requestBodyHelper = null;
    if (mEventReporter.isEnabled()) {
      requestBodyHelper = new RequestBodyHelper(mEventReporter, requestId);
      OkHttpInspectorRequest inspectorRequest =
          new OkHttpInspectorRequest(requestId, request, requestBodyHelper);
      // 请求即将发送，构造一个OkHttpInspectorRequest，报告给Chrome，此时Network会显示一条请求，处于Pending状态
      mEventReporter.requestWillBeSent(inspectorRequest);
    }

    Response response;
    try {
      // 发送请求，获得回包
      response = chain.proceed(request);
    } catch (IOException e) {
      // 如果发生了IO Exception，则通知Chrome网络请求失败了，显示对应的错误信息
      if (mEventReporter.isEnabled()) {
        mEventReporter.httpExchangeFailed(requestId, e.toString());
      }
      throw e;
    }

    if (mEventReporter.isEnabled()) {
      if (requestBodyHelper != null && requestBodyHelper.hasBody()) {
        requestBodyHelper.reportDataSent();
      }

      Connection connection = chain.connection();
      
      // 回包的header已收到，构造一个OkHttpInspectorResponse,发送给Chrome用于展示
      mEventReporter.responseHeadersReceived(
          new OkHttpInspectorResponse(
              requestId,
              request,
              response,
              connection));

      // 展示回包信息
      ResponseBody body = response.body();
      MediaType contentType = null;
      InputStream responseStream = null;
      if (body != null) {
        contentType = body.contentType();
        responseStream = body.byteStream();
      }

      responseStream = mEventReporter.interpretResponseStream(
          requestId,
          contentType != null ? contentType.toString() : null,
          response.header("Content-Encoding"),
          responseStream,
          new DefaultResponseHandler(mEventReporter, requestId));
      if (responseStream != null) {
        response = response.newBuilder()
            .body(new ForwardingResponseBody(body, responseStream))
            .build();
      }
    }

    return response;
  }

所以整个流程我们可以简化为：发送请求时，给Chrome发了条消息，收到请求时，再给Chrome发条消息（具体怎么发的可以看NetworkEventReporterImpl的实现）
两条消息通过EventID联系起来，它们的类型分别是OkHttpInspectorRequest 和 OkHttpInspectorResponse，两者分别继承自NetworkEventReporter.InspectorRequest和NetworkEventReporter.InspectorResponse。我们只要也继承自这两个类，在自己的网络库发送和收到请求时，构造一个Request和Response并发送给Chrome即可。
发送部分示例：

PulseInspectorRequest 继承自NetworkEventReporter.InspectorRequest
   public void reportRequestSend(PulseInspectorRequest request){
        String requestId = request.id();

        // request will be sent
        RequestBodyHelper requestBodyHelper = null;
        if (mEventReporter.isEnabled()) {
            requestBodyHelper = new RequestBodyHelper(mEventReporter, requestId);
            mEventReporter.requestWillBeSent(request);

            // report request send
            if (requestBodyHelper.hasBody()) {
                requestBodyHelper.reportDataSent();
            }
        }

    }

回包获取成功：

public void reportRequestSuccess(PulseInspectorResponse response){
    mEventReporter.responseHeadersReceived(response);
    mEventReporter.responseReadFinished(response.requestId());

    String requestId = response.requestId();
    String contentType = "application/json";
    String encoding = null;
    InputStream responseStream = new ByteArrayInputStream(response.getResponseBody().getBytes());

    InputStream responseHandlingInputStream = mEventReporter.interpretResponseStream(
            requestId,
            contentType,
            encoding,
            responseStream,
            new DefaultResponseHandler(mEventReporter, requestId));
    try {
        if (responseHandlingInputStream == null) return;
        // 重点在这，这两行代码一定要加上,StethoInterceptor之所以不需要加，
        // 是因为OkHttp本身对请求采取了职责链式的处理，
        // 虽然在StethoInterceptor的intercept函数里没有进行read和close
        // 但是后续的Interceptor会进行这个操作，实际上这里，才把回包数据发送给了Chrome
        responseHandlingInputStream.read(response.getResponseBody().getBytes());
        responseHandlingInputStream.close();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

回包获取失败

public void reportRequestFail(String eventId,String errMsg){
        mEventReporter.httpExchangeFailed(eventId, errMsg);
}

至于PulseInspectorResponse 和PulseInspectorRequest如何实现，就依赖实际使用场景了。

总结

stetho 为开发者提供了一个很好的调试手段，但是自带的基础功能还比较弱，开发者可以根据自己的需求去改造。（不过官网文档是有点太少了……）
如果说这个工具有啥亮点，想来想去，大概App跟Chrome的通信，火狐的rhino引擎更可以被称之为亮点= .=|||3

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