通过 JNI 移植一个 tracepath 追踪路由数据链给你的应用-51CTO.COM

背景

Linux 的 tracepath 指令可以追踪数据到达目标主机的路由信息，同时还能够发现 MTU 值。它跟踪路径到目的地，沿着这条路径发现 MTU。它使用 UDP 端口或一些随机端口。它类似于 Traceroute，只是不需要超级用户权限，并且没有花哨的选项。

Android 也是移植的它，其源码放置位置在platform/external/iputils/tracepath6.c。我们之所以直接移植tracepath6.c而不是tracepath.c的原因是 tracepath6 支持 IPV6 和 IPV4 两种模式，而tracepath.c仅仅支持 IPV4，所以一把梭后我们直接完美兼容了两种。

最近刚好在调研网络诊断覆盖能力，所以顺手移植了下它，大致效果如下。

demo 效果

移植后开箱即用地址https://github.com/yanbober/android-tracepath，喜欢就给个小星星呗，一闪一闪亮晶晶。

开始移植

本想捡个现成，去看了platform/external/iputils/tracepath6.c源码发现这货直接是写死默认假定 IPV6 模式的，需要不同模式的话需要自己执行命令时传递模式参数，不支持自己动态识别模式，所以需要移植改造。

定义 Java 接口约定

为了方便给 app 使用，需要通过 JNI 包装到 Java 层接口，约定如下：

package cn.yan.android.tracepath; 
 
public final class AndroidTracePath { 
    static { 
        System.loadLibrary("tracepath-compat"); 
    } 
 
    private StateListener mStateListener; 
 
    public AndroidTracePath(StateListener stateListener) { 
        this.mStateListener = stateListener; 
    } 
 //业务方调用开始 tracepath 的方法，hostName 是你的域名或者 ip 
    public void startTrace(String hostName) { 
        nativeInit(); 
        nativeStartTrace(hostName); 
    } 
 
    public native void nativeInit(); 
 
    public native void nativeStartTrace(String hostName); 
 
    public void nativeOnStart() { 
        if (null != mStateListener) { 
            mStateListener.onStart(); 
        } 
    } 
 
    public void nativeOnUpdate(String update) { 
        if (null != mStateListener) { 
            mStateListener.onUpdate(update); 
        } 
    } 
 
    public void nativeOnEnd() { 
        if (null != mStateListener) { 
            mStateListener.onEnd(); 
        } 
    } 
 //tracepath 回调状态 
    public interface StateListener { 
        void onStart(); 
        void onUpdate(String update); 
        void onEnd(); 
    } 
}

接着就是对应 JNI 层的接口了，这里没啥说的，都是老套路，一键生成也罢，动态映射也罢，随意摆弄，反正最终能调用到tracepath6.c源码就行。

我们重点是改造tracepath6.c，由于这玩意默认编译后是一个可执行文件，我们通过 cmake 需要当作依赖编译，所以他的 main 方法入口就不再适合我们了，我们需要进行改造(换个方法名即可)，如下：

//int main(int argc, char **argv) 替换为 tracepath 函数 
int tracepath(int argc, char **argv)

这玩意需要给我们的 JNI 包装接口(apicompat.c)调用，所以我们给他新建一个头文件把这个方法报漏一下，如下：

//tracepath6.h 
 
#ifndef ANDROIDTRACEPATH_TRACEPATH6_H 
#define ANDROIDTRACEPATH_TRACEPATH6_H 
 
int tracepath(int argc, char** arg); 
 
#endif //ANDROIDTRACEPATH_TRACEPATH6_H

手机连着 ipv4 的网络一运行，卧槽，跪了，定位代码发现tracepath6.c里面是写死模式的，需要动态适配，改造点如下：

...... 
sa_family_t family = AF_UNSPEC; //把这里初值AF_INET6换成AF_UNSPEC 
...... 
int tracepath(int argc, char **argv) 
{ 
 ...... 
 memset(&hints, 0, sizeof(hints)); 
 hints.ai_family = AF_UNSPEC; //把这里family变量换成AF_UNSPEC 
 hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM; 
 hints.ai_protocol = IPPROTO_UDP; 
#ifdef USE_IDN 
 hints.ai_flags = AI_IDN; 
#endif 
 gai = getaddrinfo(argv[0], pbuf, &hints, &ai0); 
 if (gai) { 
  fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(gai)); 
        return 1; 
 } 
 
 fd = -1; 
 for (ai = ai0; ai; ai = ai->ai_next) { 
  //这里一段判断family的逻辑删掉 
  if (ai->ai_family != AF_INET6 && 
      ai->ai_family != AF_INET) 
   continue; 
  family = ai->ai_family; 
  fd = socket(ai->ai_family, ai->ai_socktype, ai->ai_protocol); 
  if (fd < 0) 
   continue; 
  memcpy(&target, ai->ai_addr, sizeof(target)); 
  targetlen = ai->ai_addrlen; 
  break; 
 } 
 ...... 
}

可以看到，贯穿全流程的模式是通过一个全局的 family 变量类型来维护的，默认改为 AF_UNSPEC 后就会自动探测类型，匹配到 AF_INET6 或者 AF_INET 则走自己对应逻辑，这样就能完美兼容 IPV6 和 IPV4 了。

到此运行能出结果了，但是 tracepath 的打印结果没法输出到 Java 层回调中，我们需要继续改造。常规想法就是一个一个换掉tracepath6.c里面的 printf 函数为 JNI 回调 Java 方法实现，这样比较麻烦。我们还是采用了一把梭的模式，如下：

//tracepath6.c 
 
#include "./../apicompat.h" 
 
#define printf(...) callbackOnUpdate(__VA_ARGS__)

如上通过一个宏直接替换 printf 为我们 JNI 接口层的 callbackOnUpdate 函数，这个函数的作用就是调用 Java 方法，这样就能把数据传递回去了。

到此基本 ok 了，还差最后的优化，你也看到了，tracepath6.c编写初衷是一个可执行程序，现在把它移植成 so，所以我们不能在直接 exit 了，相关地方都需要一把梭的替换为 return 解决问题，到此完美解决所有。