Android 防止 Printer 覆盖笔记

城东米粉儿2026-02-18 16:10

防止 Printer 被其他库覆盖是确保卡顿监控稳定可靠的关键。因为 Looper 的 setMessageLogging 方法只能设置一个 Printer，如果其他第三方库（如某些日志框架、性能监控库）也设置了 Printer，后设置的会覆盖前者，导致监控失效。因此，我们需要一种机制来确保我们的 Printer 始终有效。

为什么 Printer 会被覆盖？

  • Looper.getMainLooper().setMessageLogging(printer) 是单赋值的，多次调用只有最后一次生效。
  • 许多库（如友盟、Bugly、某些网络库）可能在初始化时也设置了 Printer，用于打印主线程消息日志，从而覆盖我们的监控 Printer。
  • 甚至在 App 运行过程中，某些动态加载的代码也可能重新设置 Printer。

解决方案核心思想

定期检查并重置 ：周期性地检查当前 Looper 的 Printer 是否为我们期望的实例，如果不是，则重新设置。

实现方式有两种主流方法：

  1. 定时检查 ：使用 Handler 发送延迟消息，定期执行检查。
  2. IdleHandler 检查 ：利用 MessageQueue 的 IdleHandler，在主线程空闲时检查。

下面分别详细介绍这两种方式，并给出代码示例。

方法一：定时检查（Handler 方案）

原理

  • 在初始化时启动一个无限循环的 Handler，每隔固定时间（如 1 秒）发送一个消息。
  • 在 handleMessage 中获取当前的 Printer，判断是否是我们设置的，如果不是则重新设置。
  • 为了不干扰主线程，消息使用 Handler 的 sendMessageDelayed 实现自循环。

代码示例

java 复制代码 
public class PrinterGuard {
    private static final long CHECK_INTERVAL_MS = 1000; // 1秒检查一次
    private Handler mHandler;
    private Printer mExpectedPrinter;

    public PrinterGuard(Printer expectedPrinter) {
        this.mExpectedPrinter = expectedPrinter;
        mHandler = new Handler(Looper.getMainLooper()) {
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                checkAndReset();
                sendEmptyMessageDelayed(0, CHECK_INTERVAL_MS);
            }
        };
    }

    public void start() {
        mHandler.sendEmptyMessage(0);
    }

    public void stop() {
        mHandler.removeMessages(0);
    }

    private void checkAndReset() {
        // 通过反射获取当前的 Printer
        Printer currentPrinter = getCurrentPrinter();
        if (currentPrinter != mExpectedPrinter) {
            // 被覆盖了，重新设置
            Looper.getMainLooper().setMessageLogging(mExpectedPrinter);
            Log.w("PrinterGuard", "Printer was overwritten, restored.");
        }
    }

    private Printer getCurrentPrinter() {
        try {
            // Looper 中的 mLogging 字段是私有的，需要反射
            Field field = Looper.class.getDeclaredField("mLogging");
            field.setAccessible(true);
            return (Printer) field.get(Looper.getMainLooper());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

使用方式

java 复制代码 
Printer myPrinter = new MainLooperMonitor(); // 你的监控 Printer
PrinterGuard guard = new PrinterGuard(myPrinter);
guard.start(); // 在初始化监控时启动
// 在不需要监控时调用 guard.stop()

优缺点

  • 优点：实现简单，检查周期可控，能快速恢复。
  • 缺点：即使没有覆盖，也会频繁唤醒主线程，可能带来微小的性能损耗（1秒一次通常可接受）；依赖反射获取当前 Printer。

方法二：IdleHandler 检查（更轻量）

原理

  • MessageQueue 提供了一个 IdleHandler 接口，当主线程消息队列空闲（没有消息需要处理）时，会执行 IdleHandler 中的 queueIdle() 方法。
  • 我们可以在 queueIdle() 中检查 Printer 是否被篡改，并返回 true 表示保留该 IdleHandler（下次空闲继续执行），或返回 false 表示移除。
  • 由于空闲时执行，不会干扰主线程的正常消息处理，性能更好。

代码示例

java 复制代码 
public class PrinterGuard implements MessageQueue.IdleHandler {
    private Printer mExpectedPrinter;
    private boolean mActive = false;

    public PrinterGuard(Printer expectedPrinter) {
        this.mExpectedPrinter = expectedPrinter;
    }

    public void start() {
        if (!mActive) {
            Looper.myQueue().addIdleHandler(this);
            mActive = true;
        }
    }

    public void stop() {
        if (mActive) {
            Looper.myQueue().removeIdleHandler(this);
            mActive = false;
        }
    }

    @Override
    public boolean queueIdle() {
        checkAndReset();
        // 返回 true 表示继续保留该 IdleHandler，下次空闲仍会调用
        return mActive;
    }

    private void checkAndReset() {
        Printer currentPrinter = getCurrentPrinter();
        if (currentPrinter != mExpectedPrinter) {
            Looper.getMainLooper().setMessageLogging(mExpectedPrinter);
            Log.w("PrinterGuard", "Printer was overwritten, restored.");
        }
    }

    private Printer getCurrentPrinter() {
        try {
            Field field = Looper.class.getDeclaredField("mLogging");
            field.setAccessible(true);
            return (Printer) field.get(Looper.getMainLooper());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

使用方式

同上，只需调用 start() 和 stop()。

优缺点

  • 优点：只在空闲时执行，对主线程无额外负担；实现也非常简洁。
  • 缺点：如果主线程一直繁忙（如持续滑动），可能长时间没有空闲，导致检查延迟，但延迟通常可以接受，因为繁忙时 Printer 被篡改的可能性较低（篡改通常发生在初始化阶段）。另外，同样依赖反射。

方法三：结合双重策略（Matrix 的做法）

Matrix 的 LooperMonitor 采用了更严谨的机制：它通过 IdleHandler 检查 Printer，同时利用 Looper 的 loop() 特性进行双重保证。实际上，Matrix 会监控 Logging 字段的变化，并在发现被篡改时立即重置，同时还会尝试恢复原来的 Printer 链（如将两个 Printer 串联起来）。

但这种实现较为复杂，一般情况下，上述两种简单方法已足够。

注意事项

  1. 反射获取字段 ：mLogging 是 Looper 类的私有字段，在不同 Android 版本中字段名可能变化（尽管一直没变），但最好做好异常捕获。
  2. 性能损耗：定时检查 1 秒一次非常轻微，IdleHandler 方式更优，推荐使用 IdleHandler。
  3. 重启时机 ：如果 Printer 被覆盖，我们直接重新设置会覆盖掉其他库的 Printer，导致其他库功能失效。理想情况下，应该将两个 Printer 串联起来，即在新 Printer 的 println 中同时调用原 Printer 的 println。Matrix 实现了这种串联机制，但相对复杂。如果不需要兼顾其他库，直接重置是最简单的。
  4. 避免无限循环 ：在 checkAndReset 中如果调用 setMessageLogging，可能会触发其他库的初始化再次覆盖，造成死循环。我们的检查只发生在空闲或定时时，概率较低，但理论上存在。可以在重置后添加短暂延迟再检查，或使用标志位避免频繁重置。

串联 Printer 的进阶实现（可选）

如果你希望既保留自己的监控，又不影响其他库的功能，可以采用装饰器模式：

java 复制代码 
public class ChainedPrinter implements Printer {
    private Printer first;
    private Printer second;

    public ChainedPrinter(Printer first, Printer second) {
        this.first = first;
        this.second = second;
    }

    @Override
    public void println(String x) {
        if (first != null) first.println(x);
        if (second != null) second.println(x);
    }
}

// 在 checkAndReset 中：
if (currentPrinter != null && currentPrinter != mExpectedPrinter) {
    // 将当前 Printer 与我们的 Printer 串联
    ChainedPrinter chained = new ChainedPrinter(mExpectedPrinter, currentPrinter);
    Looper.getMainLooper().setMessageLogging(chained);
}

这样既能监控，又不影响其他库的正常工作。

总结

防止 Printer 被覆盖是主线程卡顿监控中不可忽视的一环。推荐使用 IdleHandler 检查方案 ，它在保证实时性的同时几乎不消耗性能。关键代码包括反射获取当前 Printer、比较实例、必要时重置或串联。在实际项目中，可结合 IdleHandler 与串联模式，实现稳定且兼容的监控。

Matrix 实现 Printer 串联的核心机制，可以用一句话概括：通过一个自定义的 LooperPrinter（装饰器）包裹住原有的 Printer，既实现了自身的监控逻辑，又保证原有功能不被破坏 。

为了确保这个装饰器长期有效，Matrix 还配合了 IdleHandler 定期检查的机制，防止被其他库覆盖 。

下面我们来拆解一下这几个关键的设计。

1. 核心：装饰器模式实现功能串联

Matrix 并没有简单粗暴地调用 Looper.setMessageLogging() 设置自己的 Printer，因为这样会直接覆盖掉之前可能已经存在的 Printer（比如其他库设置的），导致别人的功能失效。

它的做法是像下面这样，实现了一个"中转站" LooperPrinter：

java 复制代码 
// 代码逻辑示意
class LooperPrinter implements Printer {
    private Printer originalPrinter; // 持有原始的 Printer

    public LooperPrinter(Printer original) {
        this.originalPrinter = original;
    }

    @Override
    public void println(String log) {
        // 第一步：先让原始的 Printer 干活，保证它的功能正常执行
        if (originalPrinter != null) {
            originalPrinter.println(log);
        }
        // 第二步：再执行 Matrix 自己的监控逻辑
        dispatch(log); // 解析 log，判断是消息开始(>>>>>)还是结束(<<<<<)
        // ...
    }
}
  • 串联逻辑 ：在构造 LooperPrinter 时，Matrix 会通过反射获取当前 Looper 中已经存在的 mLogging 对象，并将其作为 originalPrinter 保存下来 。
  • 功能保障 ：在 println 方法被调用时，它会先调用 originalPrinter 的 println ，确保原有的打印逻辑（例如某些调试工具的输出）不受任何影响 。然后，它才会执行自己的逻辑，通过解析 >>>>> Dispatching to 或 <<<<< Finished to 这样的日志前缀，来分发消息开始和结束的事件 。

这样一来，Matrix 的监控逻辑就和原有的 Printer 功能无缝地串联在了一起，既实现了监控，又尊重了其他库的存在，非常严谨。

2. 保障：IdleHandler 定期检查，防止被篡改

虽然通过装饰器串联了起来，但 Printer 的引用是单一的，Looper 里的 mLogging 始终指向的是 LooperPrinter 这个对象。如果有某个不知情的库，也直接调用 setMessageLogging() 设置了它自己的 Printer，那么 Matrix 的 LooperPrinter 就会被完全覆盖，监控就会失效。

为了防止这种情况，Matrix 又加了一道保险------IdleHandler 定期检查机制 。

  • 注册检查员 ：LooperMonitor 将自己作为一个 IdleHandler，添加到了主线程的 MessageQueue 中 。
  • 空闲时检查 ：每当主线程的 MessageQueue 空闲时，系统就会执行这个 IdleHandler 的 queueIdle() 方法。
  • 定期重置 ：在这个方法里，Matrix 会判断距离上一次检查是否超过了1分钟 。如果超过，它就会尝试通过反射获取当前的 Printer，并与自己维护的 printer 对象进行比较。一旦发现被篡改（即当前的 Printer 不是 LooperPrinter 的实例），就会立即调用 resetPrinter() 重新设置，把自己的 LooperPrinter（并再次包裹住那个"篡位者"）设置回去 。
java 复制代码 
// 代码逻辑示意
public boolean queueIdle() {
    // 每隔一段时间检查一次
    if (时间超过1分钟) {
        // 1. 反射获取当前 Looper 的 mLogging
        Printer current = reflectGetLogging();
        // 2. 如果当前 Printer 不是我们的 LooperPrinter
        if (!(current instanceof LooperPrinter)) {
            // 3. 重新设置：new LooperPrinter(current) 包裹新的，再 set 回去
            resetPrinter();
        }
    }
    return true; // 返回 true 表示这个 IdleHandler 一直有效
}

通过这种"装饰器 + IdleHandler 巡检"的双重机制，Matrix 的 LooperMonitor 能够非常稳定地运行，既不影响其他库，也保证了自己不会被轻易覆盖。

3. 辅助：历史消息队列辅助分析

另外，在分发消息事件的同时，Matrix 还会将消息的耗时信息存储起来 。

  • 存储机制 ：它通过一个子线程的 Handler，将每次消息的开始时间、耗时等封装成对象，存入一个最大容量为 200 的队列 anrHistoryMQ 中 。
  • 辅助定位 ：当发生卡顿或 ANR 时，开发者可以通过 LooperMonitor.getHistoryMQ() 获取到最近 200 条消息的执行情况。这对于分析卡顿发生前的"案发现场"非常有帮助，可以清晰地看到是哪些消息的耗时导致了问题。

总结

总的来说，Matrix 的 Printer 串联机制是一个教科书式的设计：

  1. 核心是组合而非覆盖 ：通过 LooperPrinter 装饰器，将自身逻辑与原有逻辑组合，实现了功能的"串联"而非"替换"。
  2. 保障是持续监控 ：利用 IdleHandler 在主线程空闲时巡检，确保串联机制不被破坏，保证了监控的长期有效性。
  3. 辅助是数据沉淀：通过记录历史消息队列，为后续的卡顿分析提供了丰富的上下文信息。

这个设计既优雅又实用，值得我们在进行系统级 Hook 或监控时学习和借鉴。

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