Android-流量统计

流量统计

Android目前提供了两种流量计算方案

  • TrafficStats
  • NetworkStatsManager

这两种方案有着各自的优缺点与限制，下面简单的记录一下

流量统计

TrafficStats

Android API8后提供的该类，可以获取设备重启以来的流量信息。

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public class TrafficStats {
  public static long getMobileRxBytes() //移动网络接受的总流量
  public static long getMobileTxBytes() //移动网络发送的总流量
  public static long getTotalTxBytes() //发送的总数据流量
  public static long getTotalRxBytes() //接收的总数据流量
  public static long getUidRxBytes(int uid) //指定uid接收的流量
  public static long getUidTxBytes(int uid) //指定uid发送的流量
}

以上为TrafficStats提供的基本方法

根据上述方法可以大致得到当前设备使用的流量数据，getMobileXX()获取移动网络数据，getTotalXX()获取总流量数据，所以getTotalXX()-getMobileXX()大致可以得到Wifi的使用数据。还可以通过指定getUidXX()获取指定应用的流量数据。

优点：

  • 调用方法简单，无需特别权限

缺点：

  • 无法获取某个时间段内的流量消耗

    统计的是设备启动以来的流量数据，无法判断是从哪个时间段开始的流量统计

  • 无法获取指定应用的wifi类型流量数据

    虽然可以通过监听网络变化去获取对应数据，实际可操作性不高

简单原理介绍

上述方法内部实现都是通过getStatsService()进行调用

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private synchronized static INetworkStatsService getStatsService() {
    if (sStatsService == null) {
        sStatsService = INetworkStatsService.Stub.asInterface(
                ServiceManager.getService(Context.NETWORK_STATS_SERVICE));
    }
    return sStatsService;
}

public static long getTotalTxPackets() {
    try {
        return getStatsService().getTotalStats(TYPE_TX_PACKETS);
    } catch (RemoteException e) {
        throw e.rethrowFromSystemServer();
    }
}

通过AIDL调用到NetWorkStatsService

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public class NetworkStatsService extends INetworkStatsService.Stub {
 ...
@Override
    public long getTotalStats(int type) {
        long nativeTotalStats = nativeGetTotalStat(type, checkBpfStatsEnable());
        if (nativeTotalStats == -1) {
            return nativeTotalStats;
        } else {
            // Refer to comment in getIfaceStats
            return nativeTotalStats + getTetherStats(IFACE_ALL, type);
        }
    }
}
   //判断是否启用 bpf流量监控
   mUseBpfTrafficStats = new File("/sys/fs/bpf/traffic_uid_stats_map").exists();

    private boolean checkBpfStatsEnable() {
        return mUseBpfTrafficStats;
    }

bpf流量监控是在Android 9之后提供的，需要在Android P上的设备才可以使用。老的监控方式逐渐被废弃。

通过JNI调用com_android_server_net_NetworkStatsService.cpp

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//流量记录文件路径
static const char* QTAGUID_IFACE_STATS = "/proc/net/xt_qtaguid/iface_stat_fmt";
static const char* QTAGUID_UID_STATS = "/proc/net/xt_qtaguid/stats";

static jlong getTotalStat(JNIEnv* env, jclass clazz, jint type, jboolean useBpfStats) {
    Stats stats = {};

    if (useBpfStats) {
        if (bpfGetIfaceStats(NULL, &stats) == 0) {
            return getStatsType(&stats, (StatsType) type);
        } else {
            return UNKNOWN;
        }
    }

    if (parseIfaceStats(NULL, &stats) == 0) {
        return getStatsType(&stats, (StatsType) type);
    } else {
        return UNKNOWN;
    }
}

在Android 9之前，通过读取/proc/net/xt_qtaguid/stats文件内容进行解析获取对应流量数据。

Android9 之后，通过读取/sys/fs/bpf/traffic_uid_stats_map获取数据

使用实例

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public class TrafficStatsHelper {


    public static long getAllRxBytes() {
        return TrafficStats.getTotalRxBytes();
    }

    public static long getAllTxBytes() {
        return TrafficStats.getTotalTxBytes();
    }

    public static long getAllRxBytesMobile() {
        return TrafficStats.getMobileRxBytes();
    }

    public static long getAllTxBytesMobile() {
        return TrafficStats.getMobileTxBytes();
    }

    public static long getAllRxBytesWifi() {
        return TrafficStats.getTotalRxBytes() - TrafficStats.getMobileRxBytes();
    }

    public static long getAllTxBytesWifi() {
        return TrafficStats.getTotalTxBytes() - TrafficStats.getMobileTxBytes();
    }

    public static long getPackageRxBytes(int uid) {
        return TrafficStats.getUidRxBytes(uid);
    }

    public static long getPackageTxBytes(int uid) {
        return TrafficStats.getUidTxBytes(uid);
    }
}

调用实例：
TrafficStats.getUidRxBytes(Process.myUid()) //当前不支持外部获取对应应用的流量信息，如果有需求需要使用NetWorkStatsManager

NetworkStatsManager

Android 6.0之后新增加的类，可以获取历史的流量信息，并且支持查询时间段的流量数据

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public Bucket querySummaryForDevice(int networkType, String subscriberId,
            long startTime, long endTime)  //获取当前设备指定网络类型以及时间间隔内的所有流量信息

public NetworkStats queryDetailsForUid(int networkType, String subscriberId,
            long startTime, long endTime, int uid) //获取某id下的所有流量信息
  
public static class Bucket {
 ...
        public long getRxBytes() { //接收的流量
            return mRxBytes;
        }

        public long getTxBytes() { //发送的流量
            return mTxBytes;
        }
}

以上为NetworkStatsManager的主要调用方法

根据上述提供的方法，可以得到设备一直的流量数据，并且支持按照networkType区分和startTime~endTime获取指定时间段的流量数据。

优点：

  • 可以获取指定类型以及时间段的流量数据

缺点：

  • 需要申请特殊权限以及做权限适配
  • 使用较复杂

简单原理介绍

INetworkStatsSession.aidl -> getDeviceSummaryForNetwork

NetworkStatsService.java

NetworkStatsCollection.java -> getHistory()

使用实例

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AndroidManifest.xml 配置权限
  
    <uses-permission android:name="android.permission.READ_PHONE_STATE"/>
    <uses-permission
        android:name="android.permission.PACKAGE_USAGE_STATS"
        tools:ignore="ProtectedPermissions"/>
          
申请权限
    private void requestPermissions() {
        //检测有无 查看应用使用情况权限
        if (!hasPermissionToReadNetworkHistory()) {
            return;
        }
        //检测有无获取 READ_PHOBE_STATE 权限
        if (!hasPermissionToReadPhoneStats()) {
            //申请对应权限
            requestPhoneStateStats();
        }
    }

 private boolean hasPermissionToReadNetworkHistory() {
        if (Build.VERSION.SDK_INT < Build.VERSION_CODES.M) {
            return true;
        }
        final AppOpsManager appOps = (AppOpsManager) getSystemService(Context.APP_OPS_SERVICE);
        int mode = appOps.checkOpNoThrow(AppOpsManager.OPSTR_GET_USAGE_STATS,
                android.os.Process.myUid(), getPackageName());
        if (mode == AppOpsManager.MODE_ALLOWED) {
            return true;
        }
        appOps.startWatchingMode(AppOpsManager.OPSTR_GET_USAGE_STATS,
                getApplicationContext().getPackageName(),
                new AppOpsManager.OnOpChangedListener() {
                    @Override
                    @TargetApi(Build.VERSION_CODES.M)
                    public void onOpChanged(String op, String packageName) {
                        int mode = appOps.checkOpNoThrow(AppOpsManager.OPSTR_GET_USAGE_STATS,
                                android.os.Process.myUid(), getPackageName());
                        if (mode != AppOpsManager.MODE_ALLOWED) {
                            return;
                        }
                        appOps.stopWatchingMode(this);
                        Intent intent = new Intent(StatsActivity.this, StatsActivity.class);
                        if (getIntent().getExtras() != null) {
                            intent.putExtras(getIntent().getExtras());
                        }
                        intent.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_CLEAR_TASK | Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
                        getApplicationContext().startActivity(intent);
                    }
                });
        requestReadNetworkHistoryAccess();
        return false;
    }

    private void requestReadNetworkHistoryAccess() {
        Intent intent = new Intent(Settings.ACTION_USAGE_ACCESS_SETTINGS);
        startActivity(intent);
    }

//上述权限申请完毕后，调用对应方法获取流量数据
     public long getPackageBytesWithNetTypeAndFlow(Context context, boolean isRx/*Rx、Tx*/,
                                                  int networkType/*TYPE_MOBILE，TYPE_WIFI*/) {
        NetworkStats networkStats = null;
        try {
            networkStats = networkStatsManager.queryDetailsForUid(networkType, getSubscriberId(context, networkType),
                    0, System.currentTimeMillis(), packageUid);
        } catch (RemoteException e) {
            return -1;
        }
        long bytes = 0L;
        NetworkStats.Bucket bucket = new NetworkStats.Bucket();
        while (networkStats.hasNextBucket()) {
            networkStats.getNextBucket(bucket);
            bytes += isRx ? bucket.getRxBytes() : bucket.getTxBytes();
        }
        networkStats.close();
        return bytes;
    }

    private String getSubscriberId(Context context, int networkType) {
        if (ConnectivityManager.TYPE_MOBILE == networkType) {
            TelephonyManager tm = (TelephonyManager) context.getSystemService(Context.TELEPHONY_SERVICE);
            return tm.getSubscriberId();
        }
        return "";
    }

参考链接

TrafficStats流程分析

ePBF流量监控

NetStads Demo

Android

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