Android(安卓)系统log抓取，实现原理分析
一概述
本文档主要是供Android开发人员使用，特别是Framework开发。因为Framework中95%以上的问题都是靠分析log解决的，所以开发人员必须对android整个log系统十分清楚。什么问题抓什么log,使用什么工具抓Log，如何分析log,如何在代码中添加log.
二DDMSlog
关于ddms是如何工作的和ddms的详细功能，见下面androidsdk中文档详细介绍：
F:\02Android\01_SDK\Gingerbread2.3\docs-2.3_r01-linux\guide\developing\tools\ddms.html
Ddms工具中打印log的几个菜单如下：
Device->Showprocessstatus…
Device->Dumpdevicestate…
Device->Dumpappstate…
Device->Dumpradiostate…
Device->Runlogcat…
1、Showprocessstatus…菜单
等效于在adbshell下执行adbshellps–x命令，该命令打印出进程的详细信息，如下：
USERPIDPPIDVSIZERSSWCHANPCNAME
root10268180c009b74c 0000875c S/init(u:2,s:371)
root2000c004e72c 00000000 Skthreadd(u:0,s:1)
root3200c003fdc8 00000000 Sksoftirqd/0(u:0,s:0)
root4200c004b2c4 00000000 Sevents/0(u:0,s:39)
root5200c004b2c4 00000000 Skhelper(u:0,s:0)
root6200c004b2c4 00000000 Ssuspend(u:0,s:0)
USER用户名，即用户所在组
PID进程ID（ProcessID）
PPID父进程的进程ID（ParentProcessid）
VSZ进程所使用的虚拟内存的大小（VirtualSize）
RSS进程使用的驻留集大小或者是实际内存的大小，Kbytes字节。
WCHAN进程正在睡眠的内核函数名称；该函数的名称是从/root/system.map文件中获得的
ExploringProcesses
Youcanseetheoutputofps-xforaspecificVMbyselectingDevice>Showprocessstatus...inthemenubar.
2、Dumpdevicestate…菜单
等效于执行/system/bin/dumpstate /proc/self/fd/0
等效于执行adbshelldumpstate命令
TorundumpstatefromDalvik,selectDevice>Dumpdevicestate...inthemenubar.
3、Dumpappstate…菜单
等效于执行adbshelldumpsys命令
输出android服务状态信息，即输出服务中dump函数的log.
4、Dumpradiostate…菜单
等效于执行adbshellcat/data/logs/radio命令
ExamineRadioState
Bydefault,radiostateisnotoutputduringastandardlogcat(itisalotofinformation).Toseeradioinformation,eitherclickDevice>Dumpradiostate...orrunlogcatasdescribedinLoggingRadioInformation.
5、Runlogcat…菜单
等效于执行adblogcat
Torundumpsys(logcat)fromDalvik,selectDevice>Runlogcat...inthemenubar.
总结：除了Runlogcat…菜单是实时输出设备中的log外，其他菜单都是输出设备中缓存的log
三AdbLog
Androidsdk文档中对adb的介绍见下：
F:\02Android\01_SDK\Gingerbread2.3\docs-2.3_r01-linux\guide\developing\tools\adb.html
在adb1.0.26版本共有2条命令打印log,如下：
adblogcat[<filter-spec>]-Viewdevicelog
adbbugreport-returnallinformationfromthedevice
thatshouldbeincludedinabugreport.
Adblogcat常用命令
logcat-c清除已有log信息
logcat-bmain显示主缓冲区的log
logcat-bradio显示无线缓冲区的log
logcat-bevents显示事件缓冲区的log
logcat-f[filename]将log保存到指定的文件中，例如logcat-bradio-f/data/radio.log
比较常用的是显示时间:logcat-vtime&
logcat-g查看缓冲区的大小
logcat-gmain
logcat-gradio
logcat-gevents
logcat打印/dev/log设备下的三个文件radio,events,main数据
logcat默认是输出main缓冲区的log
控制日志输出格式
日志信息包括了许多元数据域包括标签和优先级。可以修改日志的输出格式，所以可以显示出特定的元数据域。可以通过-v选项得到格式化输出日志的相关信息.
brief—Displaypriority/tagandPIDoforiginatingprocess(thedefaultformat).
process—DisplayPIDonly.
tag—Displaythepriority/tagonly.
thread—Displayprocess:threadandpriority/tagonly.
raw—Displaytherawlogmessage,withnoothermetadatafields.
time—Displaythedate,invocationtime,priority/tag,andPIDoftheoriginatingprocess.
long—Displayallmetadatafieldsandseparatemessageswithablanklines.
当启动了logcat，你可以通过-v选项来指定输出格式:
[adb]logcat[-v<format>]
此外，adbshellcmd,cmd为/system/bin目录下抓log的可执行程序，如dumpsys,dumpstate等
Adb下的log命令：
Adblogcat
Adbbugreport
Adbshelldumpsys
Adbshelldumpstate
Adbshelldmesg//导出当前缓存的kernellog
Adbshellkmsgcat//实时查看kernellog
其他查看系统当前信息命令
Adbshellps//查看系统进程信息，可以加很多有用信息
Adbshellpm//查看package相关信息
Adbshellam//启动apk应用
Adbshellsetprop//设置系统属性
Adbshellgetprop//查看所有系统属性
Adbshellreboot
Adbshellkill//通过进程ID杀死指定的进程
Adbshelltop//查看当前运行进程信息
Adbshellvmstat//查看虚拟机信息
Adbshellbootanimation//播放开机动画
Adbshelldf//查看分区信息
Adbshellmonkey//跑自动化测试用例
四保存在手机的Log
1、手机dropbox默认路径：
/data/system/dropbox/
实现机制：
log文件什么场景产生？
Log文件分析：
2、手机anr日志默认路径：
/data/anr/
实现机制：
log文件什么场景产生？
Log文件分析：
4、tombstones路径：
/data/tombstones
log文件什么场景产生？
Log文件分析：
五如何实现后台抓Log
如：
adblogcat-vtime-r1024-n16-f/sdcard/bugreports/applogcat-log
六log执行程序实现机制
1、Logcat
LogCat是在文件system/core/logcat/logcat.cpp中实现的。
从Logger设备驱动的实现知道，Log的读取是阻塞的操作，亦即，有数据可用，读出数据；否则，读操作会被BLOCK，相应的读进程也会被挂起等待。下面看应用程序LogCat中如何实现读的，这可能需要不断回头与写操作和驱动实现结合来看。
看具体实现之前，先看一个logcat中定义的重要的结构体log_device_t。其中的重要的成员在后面用到的时候再具体解释。
Android的Logcat命令详解的命令参数-b<buffer>知道，logcat是可以通过参数来指定对哪个buffer(main/radio/event)进行操作的。Logcat的b参数解析的地方，是通过传递进来的参数（main/radio/event）来创建了一个上面的结构变量，而这些结构通过log_device_t.next链接起来
因为logcat可能会同时操作多个Buffer，而read()会阻塞读取进程，对其他Buffer的读取就不能进行，所以这里用select()来判断可读取的Buffer。
2、Bugreport
I:\00_AndriodSource\android-gingerbread-src\frameworks\base\cmds\bugreport
#include<cutils/properties.h>
#include<cutils/sockets.h>
intmain(intargc,char*argv[]){
charbuffer[65536];
inti,s;
/*startthedumpstateservice*/
property_set("ctl.start","dumpstate");//启动dumpstate服务
/*socketwillnotbeavailableuntilservicestarts*/
for(i=0;i<10;i++){
s=socket_local_client("dumpstate",
ANDROID_SOCKET_NAMESPACE_RESERVED,
SOCK_STREAM);
if(s>=0)
break;
/*tryagainin1second*/
sleep(1);
}
if(s<0){
fprintf(stderr,"Failedtoconnecttodumpstateservice\n");
exit(1);
}
while(1){
intlength=read(s,buffer,sizeof(buffer));
if(length<=0)
break;
fwrite(buffer,1,length,stdout);
}
close(s);
return0;
}
原理：启动dumpstate服务，通过socket连接dumpstate服务，然后从socket中不断读取dumpstate侧的log打印出来
通过代码分析和实际对比分析，发现bugreport输出的log和dumpstate输出的log完全一致。
3、Dumpstate
I:\00_AndriodSource\android-gingerbread-src\frameworks\base\cmds\dumpstate
输出的信息包括：
1、版本信息
2、系统状态信息：CPU内存进程系统属性等
3、Logcat信息
4、Dumpsys输出的所以services信息
5、ANRlog信息
6、Dmesgkernellog信息
会运行下面命令输出log
run_command("CPUINFO",10,"top","-n","1","-d","1","-m","30","-t",NULL);
run_command("PROCRANK",20,"procrank",NULL);
run_command("SYSTEMLOG",20,"logcat","-v","time","-d","*:v",NULL);
run_command("EVENTLOG",20,"logcat","-b","events","-v","time","-d","*:v",NULL);
run_command("RADIOLOG",20,"logcat","-b","radio","-v","time","-d","*:v",NULL);
run_command("NETWORKINTERFACES",10,"netcfg",NULL);
run_command("KERNELLOG",20,"dmesg",NULL);
run_command("VOLDDUMP",10,"vdc","dump",NULL);
run_command("SECURECONTAINERS",10,"vdc","asec","list",NULL);
run_command("PROCESSES",10,"ps","-P",NULL);
run_command("PROCESSESANDTHREADS",10,"ps","-t","-p","-P",NULL);
run_command("LIBRANK",10,"librank",NULL);
run_command("FILESYSTEMS&FREESPACE",10,"df",NULL);
run_command("LASTRADIOLOG",10,"parse_radio_log","/proc/last_radio_log",NULL);
run_command("DUMPSYS",60,"dumpsys",NULL);
4、Dumpsys
I:\00_AndriodSource\android-gingerbread-src\frameworks\base\cmds\dumpsys
constsize_tN=services.size();
if(N>1){
//firstprintalistofthecurrentservices
aout<<"Currentlyrunningservices:"<<endl;
for(size_ti=0;i<N;i++){
sp<IBinder>service=sm->checkService(services[i]);
if(service!=NULL){
aout<<""<<services[i]<<endl;
}
}
}
for(size_ti=0;i<N;i++){
sp<IBinder>service=sm->checkService(services[i]);
if(service!=NULL){
if(N>1){
aout<<"------------------------------------------------------------"
"-------------------"<<endl;
aout<<"DUMPOFSERVICE"<<services[i]<<":"<<endl;
}
interr=service->dump(STDOUT_FILENO,args);//调用每个service中的dump()方法输出log
if(err!=0){
aerr<<"Errordumpingserviceinfo:("<<strerror(err)
<<")"<<services[i]<<endl;
}
}else{
aerr<<"Can'tfindservice:"<<services[i]<<endl;
}
}
输出log信息代码如上，结合实际log分析，dumpsys输出系统服务dump信息
七其他方法技巧
1、通过设置系统属性打开log开关
如有如下打印log的代码：
if(Log.isLoggable(TAG,Log.DEBUG)){
Log.d(TAG,"RedirectrequestedbutnoLocation"
+"specified.");
}
我们只需要通过设置系统属性就可以打印出这个log，而不用修改代码。可以通过setprop命令或修改build.prop来达到目的。具体见Log.java中的介绍：
/**
*Checkstoseewhetherornotalogforthespecifiedtagisloggableatthespecifiedlevel.
*
*ThedefaultlevelofanytagissettoINFO.Thismeansthatanylevelaboveandincluding
*INFOwillbelogged.Beforeyoumakeanycallstoaloggingmethodyoushouldchecktosee
*ifyourtagshouldbelogged.Youcanchangethedefaultlevelbysettingasystemproperty:
*'setproplog.tag.<YOUR_LOG_TAG><LEVEL>'
*WhereleveliseitherVERBOSE,DEBUG,INFO,WARN,ERROR,ASSERT,orSUPPRESS.SUPRESSwill
*turnoffallloggingforyourtag.Youcanalsocreatealocal.propfilethatwiththe
*followinginit:
*'log.tag.<YOUR_LOG_TAG>=<LEVEL>'
*andplacethatin/data/local.prop.
*
*@paramtagThetagtocheck.
*@paramlevelTheleveltocheck.
*@returnWhetherornotthatthisisallowedtobelogged.
*@throwsIllegalArgumentExceptionisthrownifthetag.length()>23.
*/
publicstaticnativebooleanisLoggable(Stringtag,intlevel);
1.查看当前堆栈
1)功能：在程序中加入代码，使可以在logcat中看到打印出的当前函数调用关系
2)方法：
newException(“printtrace”).printStackTrace();
2.MethodTracing
1)功能：用于热点分析和性能优化，分析每个函数占用的CPU时间，调用次数，函数调用关系等
2)方法：
a)在程序代码中加入追踪开关
importandroid.os.Debug;
……
android.os.Debug.startMethodTracing(“/data/tmp/test”);//先建/data/tmp目录
……//被追踪的程序段
android.os.Debug.stopMethodTracing();
b)编译，运行后，设备端生成/data/tmp/test.trace文件
c)把trace文件复制到PC端
$adbpull/data/tmp/test.trace./
d)使用android自带工具分析trace文件
$$ANDROID_SRC/out/host/linux-x86/bin/traceviewtest.trace
此时可看到各个函数被调用的次数CPU占用率等信息
e)使用android自带工具分析生成调用关系类图
$apt-getinstallgraphviz#安装图片相关软件
$ANDROID_SRC/out/host/linux-x86/bin/dmtracedump-gtest.pngtest.trace
此时目录下生成类图test.png
3)注意
trace文件生成与libdvm模块DEBUG版本相冲突，所以此方法只适用于对非DEBUG版本模拟器的调试，否则在分析trace文件时会报错
3.HProf(HeapProfile)
1)功能：
用于java层面的内存分析，显示详细的内存占用信息，指出可疑的内存泄漏对象
2)方法：
a)在代码中加入dump动作
importandroid.os.Debug;
importjava.io.IOException;
……
try{
android.os.Debug.dumpHprofData(“/data/tmp/input.hprof”);//先建/data/tmp目录
}catch(IOExceptionioe){
}
b)把hprof文件复制到PC端
$adbpull/data/tmp/input.hprof./
c)使用命令hprof-conv把hprof转成MAT识别的标准的hprof
$$ANDROID_SRC/out/host/linux-x86/bin/hprof-convinput.hprofoutput.hprof
d)使用MAT工具看hprof信息
下载MAT工具：http://www.eclipse.org/mat/downloads.php
用工具打开output.hprof
3)注意：此工具只能显示java层面的，而不能显示Ｃ层的内存占用信息
4.SamplingProfile(android2.0上版本使用)
1)功能
每隔Ｎ毫秒对当前正在运行的函数取样，并输出到log中
2)在代码中加入取样设定
importdalvik.system.SamplingProfiler
……
SamplingProfilesp=SamplingProfiler.getInstance();
sp.start(n);//n为设定每秒采样次数
sp.logSnapshot(sp.snapshot());
……
sp.shutDown();
它会启一个线程监测，在logcat中打印信息
5.用发系统信号的方式取当前堆栈情况和内存信息
1)原理
dalvik虚拟机对SIGQUIT和SIGUSR1信号进行处理(dalvik/vm/SignalCatcher.c)，分别完成取当前堆栈和取当前内存情况的功能
2)用法
a)$chmod777/data/anr-R#把anr目录权限设为可写
$rm/data/anr/traces.txt#删除之前的trace信息
$ps#找到进程号
$kill-3进程号#发送SIGQUIT信号给该进程，此时生成trace信息
$cat/data/anr/traces.txt
功能实现：遍历threadlist(dalvik/vm/Thread.c:dvmDumpAllThreadEx())，并打印当前函数调用关系(dalvik/vm/interp/Stack.c:dumpFrames())
b)$chmod777/data/misc-R
$ps#找到进程号
$kill-10进程号#发送SIGQUIT信事信号给该进程，此时生成hprof信息
$ls/data/misc/*.hprof
此时生成hprf文件，如何使用此文件，见第二部分(HProf)
注意：hprof文件都很大，注意用完马上删除，以免占满存储器
6.logcat及原理
1)android.util.Log利用println的标准java输出词句，并加前缀I/V/D….
2)dalvik利用管道加线程的方式，先利用dup2把stdout和stderr重定向到管理中(vm/StdioConverter.c:dvmstdioConverterStartup)，然后再启动一个线程从管道另一端读出内容(dalvik/vm/StdioConverter.c:stdioconverterThreadStart())，使用LOG公共工具（system/core/liblog/logd_write.c:__android_log_print()）输出到/dev/log/*中去
LogCat是在文件system/core/logcat/logcat.cpp中实现的
7.monkey
1)monkey是一个android自带的命令行工具。它向系统发送伪随机的用户事件流，实现对正在开发的应用程序进行压力测试。
2)方法
在设备端打开setting界面
$adbshell
#monkey-pcom.android.settings-v500
此时可以看到界面不断被切换
8.其它小工具
具体见android.os.Debug中提供的工具
1)取毫微秒级的时间，用于计算时间
threadCpuTimeNanos()
2)统计两点间的内存分配情况
startAllocCounting()
stopAllocCounting()
getGlobalAllocCount()
get…..
3)打印当前已load的class
getLoadedClassCount()
printLoadedClasses()它需要打开NDEBUG功能才能打开system/core/中Log功能
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