Android系统学习2——Android.Utils.Log模块讨论

Android系统学习2——Android.Utils.Log模块讨论

​ 打日志是一个很好的习惯，有的时候我们可以通过这里排查我们的程序的问题。在这里，我们可以从Android的日志机制入手讨论我们的Log模块。

android.util.Log 类的作用

Android 中最常用的日志工具是 android.util.Log，它提供了多个静态方法来打印日志：

• Log.v()（Verbose）
• Log.d()（Debug）
• Log.i()（Info）
• Log.w()（Warning）
• Log.e()（Error）

Stack Overflow 的实战建议：

Log.e：用于捕获“真正”的错误，比如异常捕获块中。
Log.w：用于捕获“可疑”但不至于崩溃的情况。
Log.i：表示成功或信息性的状态，如连接成功。
Log.d：用于调试，打印变量、执行流程等。
Log.v：用于“疯狂”式的日志输出，记录非常详细的信息。这个信息可以用来最大程度的登记我们的信息

2. 底层机制如何运作？

• android.util.Log 的方法最终调用一个 native 方法 println_native，这个 native 方法将日志发送到系统底层的 logd 服务。
• 对于 C/C++ 层的日志，通过 liblog（NDK 中的日志库）实现，最终同样写入 logd，日志被分发到不同的环形缓存（circular buffers）：main（主应用日志）、system（系统日志）、crash（崩溃日志）等 。

日志在发出后，会经过不同级别的过滤：

1. 编译时过滤：ProGuard 等工具可以移除 Log.d、Log.v 等日志。
2. 系统属性过滤：若设置了 log.tag.<TAG> 属性，liblog 会根据其值决定是否发送该日志。
3. 应用级过滤：通过 __android_log_set_minimum_priority，可设置最低日志等级，默认是 INFO。
4. 展示过滤：adb logcat 或 Android Studio 可按 tag/级别过滤展示内容。

---

Logcat 与 Android Studio 的配合使用

Logcat 是什么？

Logcat 是 Android 提供的日志查看工具，包括：

• 命令行工具：adb logcat 或直接在设备 shell 中执行 logcat
• Android Studio 内置的 Logcat 窗口，可以实时查看设备或模拟器产生的日志

在 Android Studio 中，Logcat 窗口默认显示每条日志的以下信息：日期、时间戳、进程 ID、线程 ID、Tag、包名、优先级、消息内容，不同优先级使用不同颜色显示，便于快速识别（例如 Error 通常是红色）

如何高效使用 Logcat？

• 过滤功能：可根据 Log 等级（Verbose、Debug、Info、Warning、Error、Assert）过滤日志，只关注重要内容
• 文本搜索：支持文本或正则表达式搜索日志内容
• 自定义过滤器：Android Studio 会自动为 debuggable 应用生成过滤器，也可以自行创建过滤条件（tag、应用包名等）
• 分区查看：在 Logcat 面板中，可以开启“Scroll to End”、暂停、清除日志等控制按钮来方便查看

原理分析

总体架构：从 Log 到 liblog 再到 logd 与环形缓冲区

Android 的日志系统由系统进程 logd 维护的结构化环形缓冲区组成。各语言层（Java/Kotlin、C/C++）的日志最终都会进入这些缓冲区，然后由 IDE（Android Studio 的 Logcat 视图）或命令行工具（adb logcat）读取与过滤。缓冲区是循环覆盖的（不是无限增长，也不会跨重启持久化，除非设备厂商/工程构建开启了持久化日志服务）。

日志写入路径大致如下：

• 应用层：android.util.Log（Java/Kotlin）或 <android/log.h>（NDK）。
• 系统库：所有语言最终会调用 __android_log_write（位于 liblog），默认通过 socket 将日志条目送至 logd。从 API 30 起，可以通过 __android_set_log_writer 替换默认写入函数（通常用于特殊场景或主机端单元测试）。
• 缓冲区（主要）：main（应用为主）、system（系统组件）、crash（崩溃相关）等。NDK 文档列出 MAIN / EVENTS / CRASH / KERNEL / DEFAULT 等 ID，并明确普通应用仅能写入/访问 MAIN。

Android 将不同来源、不同优先级的消息统一汇聚到这些缓冲区，形成最终你在 Logcat 中看到的“混合”流。AOSP 文档也特别指出，Logcat 里混合了不同标准（如 android.util.Log、syslog 风格等）的日志

---

2）android.util.Log 的 API 与真实行为

Log 提供六个主流级别（VERBOSE/DEBUG/INFO/WARN/ERROR/ASSERT），对应静态方法 v/d/i/w/e/wtf，以及底层的 println() 重载。Logcat 过滤时常用到首字母：V/D/I/W/E/A；S（silent）常用作过滤规格中的“全静音”。（级别与过滤法在命令行与 IDE 里一致，文后有速查。）

isLoggable() 与系统属性开关

Log.isLoggable(tag, level) 可在运行时读取系统属性 log.tag.<TAG>（或全局 log.tag）来判断某个 tag 在某级别是否应当输出，从而避免拼接大对象或格式化字符串的性能开销。例如：

private const val TAG = "BillingManager"fun query() {if (Log.isLoggable(TAG, Log.DEBUG)) {Log.d(TAG, "Querying items: ${expensiveToString(items)}")}
}

这一行为在 AOSP 源码 Log.java 里写得很清楚：它会查询系统属性来决定是否可记录。

实用例：临时开启某 tag 的 DEBUG
adb shell setprop log.tag.BillingManager DEBUG（需开发者设备/有权设置属性环境）→ 你的 isLoggable(..., DEBUG) 即会返回 true（直到设备重启/属性被还原）。

Tag 的长度限制（历史与现状）

AOSP 在 Log.java 的注释中提到：在 Android 7.0（Nougat）及更早版本中，tag 长度曾经被强制限制为 23 个字符。后续版本放宽了这一限制，但出于兼容性考虑，某些分组/过滤默认行为仍保留历史痕迹（避免与旧系统混用时出现“错误分组”）。如果你在维护非常老的设备或需要兼容老系统，这条历史尤为重要；新系统上则基本不用刻意把 tag 缩到 23 以内。

Log.wtf()（What a Terrible Failure）

wtf() 用于记录绝不应该发生的错误情况。AOSP 注释直言：可能导致进程退出（取决于系统配置），因此请仅在“逻辑上不可能出现”的致命条件下使用。IDE/命令行里它对应 ASSERT 级别。

其他便利用法

• Log.getStackTraceString(Throwable)：将异常堆栈转为字符串，避免你自己 StringWriter/PrintWriter 的样板代码。

---

Android Studio 的 Logcat（即“Logcat v2”）——更强大的 IDE 端查询与 UI

从新版 Android Studio 起，Logcat 采用流式视图与键值式查询语法，能非常方便地组合条件过滤，例如：

• package:com.example.myapp level:W（仅看你应用的警告及以上）
• tag:OkHttp|OkHttpClient level:D（多个 tag 的或关系）
• pid:12345、uid:10234、时间范围、正则等

Logcat 视图还支持分栏（Split）、**固定（Pin）**多个查询、历史自动补全与更灵活的布局/配色设置。进入 Settings > Tools > Logcat 可调整循环缓冲读入、默认过滤器、历史补全等；配色在 Editor > Color Scheme > Android Logcat。

---

命令行 adb logcat 速查：从过滤规格到缓冲区与格式

命令行在 CI、远程联调或采集日志包时非常关键。官方文档要点如下：

常用命令与过滤规格（filterspec）

• 基本：

  adb logcat                # 持续输出
  adb logcat -d             # dump 一次并退出
  adb logcat -c             # 清空缓冲区（慎用）
  

• 过滤规格（经典语法）： TAG:LEVEL *:S
  例如：adb logcat MyTag:D *:S（只看 MyTag 的 DEBUG 及以上，其它静默）。LEVEL 取 V/D/I/W/E/A。

• 按进程/用户过滤：

  adb logcat --pid=$(pidof com.example.myapp)
  adb logcat --uid=10234
  

• 选择缓冲区： -b <buffer>
  常见：main（默认）、system、crash、（设备/构建不同还可能有 events、radio 等）。
  例：adb logcat -b crash *:S（只看崩溃缓冲区）。

• 输出格式： -v <format>
  常用 threadtime（包含日期、时间、PID/TID、级别、tag、消息），也有 raw、time、long 等。

• 缓冲区大小：

  • 查看：adb logcat -g
  • 设置：adb logcat -G 10M（需具备相应权限/构建允许）

NDK 侧说明：LOG_ID_MAIN 是应用唯一可用的日志缓冲区；其它如 EVENTS/CRASH/KERNEL 通常不对三方应用开放。

---

5）权限与可见性：为什么应用“看不到别人的日志”

• 普通第三方应用不能随意读取系统/他应用的 Logcat。早年曾有 READ_LOGS 权限，但现在仅限系统/同签名应用使用；你的应用只能读取自己产生的日志。
• 开发时，通过 adb（USB 调试） 可以从主机上查看系统范围的日志（受设备安全策略与构建类型影响）。IDE 的 Logcat 也正是借助这一渠道做富交互过滤与展示。

---

6）性能与隐私安全：必须重视的硬性要求

• 避免记录任何 PII/敏感信息（账号、令牌、位置、联系人、银行卡等），除非这对应用核心功能绝对必要；Android 安全最佳实践与合规指南明确提出此要求。
• 发布版尽量减少/去除冗余日志：可以在发布构建里借助 Log.isLoggable()、编译器优化或混淆配置减少日志开销与暴露面（同时保留必要的错误/关键指标）。OWASP 移动安全测试指南同样建议在生产版避免输出敏感数据。
• 性能注意：对大对象 toString()、字符串拼接、昂贵计算要先用 isLoggable() 判定再输出，避免在日志被过滤时仍然产生计算/分配成本。（见第 2 节示例。）

一些搜集到的问题：

• 为何某些日志“重复被折叠/合并”：系统为抑制刷屏，logd/Logcat 会对大量重复行做“chatty” 合并（你会看到类似合并提示行）。这是日志守护进程层面的限流策略，用于提升可读性与性能。官方命令行文档在“日志系统概述”中描述了 logd 与缓冲区特性（合并提示本质上来自 logd 的输出策略）。
• 崩溃日志在哪看：
  • Java/Kotlin 崩溃栈会进入 Logcat，并可在 -b crash 缓冲区快速定位。
  • Native 崩溃还会产生 tombstone 文件，AOSP 有完整的排查文档，配合 Logcat 能更快锁定原因。
• 缓冲区容量不够（日志被覆盖）：用 adb logcat -g 看大小，必要时临时用 -G 调大（注意设备/构建权限）。IDE 侧也可以在 Settings > Tools > Logcat 调整读取策略与默认过滤器，提高“看到关键行”的概率。