Charles 從入門到精通

目錄及更新說明

更新記錄：

• 2013 年 12 月，第一版。
• 2015 年 11 月，增加 Rewrite 相關介紹。
• 2016 年 8 月，增加 Charles 4 的介紹，反向代理功能和設置外部代理，並且介紹瞭如何解決與FQ軟件的衝突。

本文的內容主要包括：

• Charles 的簡介
• 如何安裝 Charles
• 將 Charles 設置成系統代理
• Charles 主界面介紹
• 過濾網絡請求
• 截取 iPhone 上的網絡封包
• 截取 Https 通訊信息
• 模擬慢速網絡
• 修改網絡請求內容
• 給服務器做壓力測試
• 修改服務器返回內容
• 反向代理
• 設置外部代理，解決與FQ軟件的衝突
• 總結

簡介

Charles 是在 Mac 下常用的網絡封包截取工具，在做
移動開發時，我們爲了調試與服務器端的網絡通訊協議，常常需要截取網絡封包來分析。

Charles 通過將自己設置成系統的網絡訪問代理服務器，使得所有的網絡訪問請求都通過它來完成，從而實現了網絡封包的截取和分析。

除了在做移動開發中調試端口外，Charles 也可以用於分析第三方應用的通訊協議。配合 Charles 的 SSL 功能，Charles 還可以分析 Https 協議。

Charles 是收費軟件，可以免費試用 30 天。試用期過後，未付費的用戶仍然可以繼續使用，但是每次使用時間不能超過 30 分鐘，並且啓動時將會有 10 秒種的延時。因此，該付費方案對廣大用戶還是相當友好的，即使你長期不付費，也能使用完整的軟件功能。只是當你需要長時間進行封包調試時，會因爲 Charles 強制關閉而遇到影響。

Charles 主要的功能包括：

1. 截取 Http 和 Https 網絡封包。
2. 支持重發網絡請求，方便後端調試。
3. 支持修改網絡請求參數。
4. 支持網絡請求的截獲並動態修改。
5. 支持模擬慢速網絡。

Charles 4 新增的主要功能包括：

1. 支持 Http 2。
2. 支持 IPv6。

安裝 Charles

去 Charles 的官方網站（http://www.charlesproxy.com）下載最新版的 Charles 安裝包，是一個 dmg 後綴的文件。打開後將 Charles 拖到 Application 目錄下即完成安裝。

將 Charles 設置成系統代理

之前提到，Charles 是通過將自己設置成代理服務器來完成封包截取的，所以使用 Charles 的第一步是將其設置成系統的代理服務器。

啓動 Charles 後，第一次 Charles 會請求你給它設置系統代理的權限。你可以輸入登錄密碼授予 Charles 該權限。你也可以忽略該請求，然後在需要將 Charles 設置成系統代理時，選擇菜單中的 “Proxy” -> “Mac OS X Proxy” 來將 Charles 設置成系統代理。如下所示：

 

之後，你就可以看到源源不斷的網絡請求出現在 Charles 的界面中。

需要注意的是，Chrome 和 Firefox 瀏覽器默認並不使用系統的代理服務器設置，而 Charles 是通過將自己設置成代理服務器來完成封包截取的，所以在默認情況下無法截取 Chrome 和 Firefox 瀏覽器的網絡通訊內容。如果你需要截取的話，在 Chrome 中設置成使用系統的代理服務器設置即可，或者直接將代理服務器設置成127.0.0.1:8888 也可達到相同效果。

Charles 主界面介紹

 

Charles 主要提供兩種查看封包的視圖，分別名爲 “Structure” 和 “Sequence”。

1. Structure 視圖將網絡請求按訪問的域名分類。
2. Sequence 視圖將網絡請求按訪問的時間排序。

大家可以根據具體的需要在這兩種視圖之前來回切換。請求多了有些時候會看不過來，Charles 提供了一個簡單的 Filter 功能，可以輸入關鍵字來快速篩選出 URL 中帶指定關鍵字的網絡請求。

對於某一個具體的網絡請求，你可以查看其詳細的請求內容和響應內容。如果請求內容是 POST 的表單，Charles 會自動幫你將表單進行分項顯示。如果響應內容是 JSON 格式的，那麼 Charles 可以自動幫你將 JSON 內容格式化，方便你查看。如果響應內容是圖片，那麼 Charles 可以顯示出圖片的預覽。

過濾網絡請求

通常情況下，我們需要對網絡請求進行過濾，只監控向指定目錄服務器上發送的請求。對於這種需求，以下幾種辦法：

方法一：在主界面的中部的 Filter 欄中填入需要過濾出來的關鍵字。例如我們的服務器的地址是：http://yuantiku.com , 那麼只需要在 Filter 欄中填入 yuantiku 即可。

方法二：在 Charles 的菜單欄選擇 “Proxy”->”Recording Settings”，然後選擇 Include 欄，選擇添加一個項目，然後填入需要監控的協議，主機地址，端口號。這樣就可以只截取目標網站的封包了。如下圖所示：

 

通常情況下，我們使用方法一做一些臨時性的封包過濾，使用方法二做一些經常性的封包過濾。

方法三：在想過濾的網絡請求上右擊，選擇 “Focus”，之後在 Filter 一欄勾選上 Focussed 一項，如下圖所示：

 

這種方式可以臨時性的，快速地過濾出一些沒有通過關鍵字的一類網絡請求。

截取 iPhone 上的網絡封包

Charles 通常用來截取本地上的網絡封包，但是當我們需要時，我們也可以用來截取其它設備上的網絡請求。下面我就以 iPhone 爲例，講解如何進行相應操作。

Charles 上的設置

要截取 iPhone 上的網絡請求，我們首先需要將 Charles 的代理功能打開。在 Charles 的菜單欄上選擇 “Proxy”->”Proxy Settings”，填入代理端口 8888，並且勾上 “Enable transparent HTTP proxying” 就完成了在 Charles 上的設置。如下圖所示:

 

iPhone 上的設置

首先我們需要獲取 Charles 運行所在電腦的 IP 地址，Charles 的頂部菜單的 “Help”->”Local IP Address”，即可在彈出的對話框中看到 IP 地址，如下圖所示：

 

在 iPhone 的 “ 設置 “->” 無線局域網 “ 中，可以看到當前連接的 wifi 名，通過點擊右邊的詳情鍵，可以看到當前連接上的 wifi 的詳細信息，包括 IP 地址，子網掩碼等信息。在其最底部有「HTTP 代理」一項，我們將其切換成手動，然後填上 Charles 運行所在的電腦的 IP，以及端口號 8888，如下圖所示：

 

設置好之後，我們打開 iPhone 上的任意需要網絡通訊的程序，就可以看到 Charles 彈出 iPhone 請求連接的確認菜單（如下圖所示），點擊 “Allow” 即可完成設置。

 

截取 Https 通訊信息

安裝證書

如果你需要截取分析 Https 協議相關的內容。那麼需要安裝 Charles 的 CA 證書。具體步驟如下。

首先我們需要在 Mac 電腦上安裝證書。點擊 Charles 的頂部菜單，選擇 “Help” -> “SSL Proxying” -> “Install Charles Root Certificate”，然後輸入系統的帳號密碼，即可在 KeyChain 看到添加好的證書。如下圖所示：

需要注意的是，即使是安裝完證書之後，Charles 默認也並不截取 Https 網絡通訊的信息，如果你想對截取某個網站上的所有 Https 網絡請求，可以在該請求上右擊，選擇 SSL proxy，如下圖所示：

這樣，對於該 Host 的所有 SSL 請求可以被截取到了。

截取移動設備中的 Https 通訊信息

如果我們需要在 iOS 或 Android 機器上截取 Https 協議的通訊內容，還需要在手機上安裝相應的證書。點擊 Charles 的頂部菜單，選擇 “Help” -> “SSL Proxying” -> “Install Charles Root Certificate on a Mobile Device or Remote Browser”，然後就可以看到 Charles 彈出的簡單的安裝教程。如下圖所示：

按照我們之前說的教程，在設備上設置好 Charles 爲代理後，在手機瀏覽器中訪問地址：http://charlesproxy.com/getssl，即可打開證書安裝的界面，安裝完證書後，就可以截取手機上的 Https 通訊內容了。不過同樣需要注意，默認情況下 Charles 並不做截取，你還需要在要截取的網絡請求上右擊，選擇 SSL proxy 菜單項。

模擬慢速網絡

在做移動開發的時候，我們常常需要模擬慢速網絡或者高延遲的網絡，以測試在移動網絡下，應用的表現是否正常。Charles 對此需求提供了很好的支持。

在 Charles 的菜單上，選擇 “Proxy”->”Throttle Setting” 項，在之後彈出的對話框中，我們可以勾選上 “Enable Throttling”，並且可以設置 Throttle Preset 的類型。如下圖所示：

 

如果我們只想模擬指定網站的慢速網絡，可以再勾選上圖中的 “Only for selected hosts” 項，然後在對話框的下半部分設置中增加指定的 hosts 項即可。

修改網絡請求內容

有些時候爲了調試服務器的接口，我們需要反覆嘗試不同參數的網絡請求。Charles 可以方便地提供網絡請求的修改和重發功能。只需要在以往的網絡請求上點擊右鍵，選擇 “Edit”，即可創建一個可編輯的網絡請求。如下所示：

 

 

我們可以修改該請求的任何信息，包括 URL 地址、端口、參數等，之後點擊 “Execute” 即可發送該修改後的網絡請求（如下圖所示）。Charles 支持我們多次修改和發送該請求，這對於我們和服務器端調試接口非常方便，如下圖所示：

 

給服務器做壓力測試

我們可以使用 Charles 的 Repeat 功能來簡單地測試服務器的併發處理能力，方法如下。

我們在想打壓的網絡請求上（POST 或 GET 請求均可）右擊，然後選擇 「Repeat Advanced」菜單項，如下所示：

 

 

接着我們就可以在彈出的對話框中，選擇打壓的併發線程數以及打壓次數，確定之後，即可開始打壓。

 

悄悄說一句，一些寫得很弱的投票網站，也可以用這個辦法來快速投票。當然，我也拿 Charles 的 Repeat 功能給一些詐騙的釣魚網站餵了不少垃圾數據，上次不小心還把一個釣魚網站的數據庫打掛了，嗯，請叫我雷鋒。

修改服務器返回內容

有些時候我們想讓服務器返回一些指定的內容，方便我們調試一些特殊情況。例如列表頁面爲空的情況，數據異常的情況，部分耗時的網絡請求超時的情況等。如果沒有 Charles，要服務器配合構造相應的數據顯得會比較麻煩。這個時候，使用 Charles 相關的功能就可以滿足我們的需求。

根據具體的需求，Charles 提供了 Map 功能、 Rewrite 功能以及 Breakpoints 功能，都可以達到修改服務器返回內容的目的。這三者在功能上的差異是：

1. Map 功能適合長期地將某一些請求重定向到另一個網絡地址或本地文件。
2. Rewrite 功能適合對網絡請求進行一些正則替換。
3. Breakpoints 功能適合做一些臨時性的修改。

Map 功能

Charles 的 Map 功能分 Map Remote 和 Map Local 兩種，顧名思義，Map Remote 是將指定的網絡請求重定向到另一個網址請求地址，Map Local 是將指定的網絡請求重定向到本地文件。

在 Charles 的菜單中，選擇 “Tools”->”Map Remote” 或 “Map Local” 即可進入到相應功能的設置頁面。

 

 

對於 Map Remote 功能，我們需要分別填寫網絡重定向的源地址和目的地址，對於不需要限制的條件，可以留空。下圖是一個示例，我將所有 ytk1.yuanku.ws（測試服務器）的請求重定向到了www.yuantiku.com（線上服務器）。

 

 

對於 Map Local 功能，我們需要填寫的重定向的源地址和本地的目標文件。對於有一些複雜的網絡請求結果，我們可以先使用 Charles 提供的 “Save Response…” 功能，將請求結果保存到本地（如下圖所示），然後稍加修改，成爲我們的目標映射文件。

 

 

 

下圖是一個示例，我將一個指定的網絡請求通過 Map Local 功能映射到了本地的一個經過修改的文件中。

 

 

Map Local 在使用的時候，有一個潛在的問題，就是其返回的 Http Response Header 與正常的請求並不一樣。這個時候如果客戶端校驗了 Http Response Header 中的部分內容，就會使得該功能失效。解決辦法是同時使用 Map Local 以下面提到的 Rewrite 功能，將相關的 Http 頭 Rewrite 成我們希望的內容。

Rewrite 功能

Rewrite 功能功能適合對某一類網絡請求進行一些正則替換，以達到修改結果的目的。

例如，我們的客戶端有一個 API 請求是獲得用戶暱稱，而我當前的暱稱是 “tangqiaoboy”，如下所示：

 

 

我們想試着直接修改網絡返回值，將 tangqiaoboy 換成成 iosboy。於是我們啓用 Rewrite 功能，然後設置如下的規則：

 

 

完成設置之後，我們就可以從 Charles 中看到，之後的 API 獲得的暱稱被自動 Rewrite 成了 iosboy，如下圖所示：

 

 

 

Breakpoints 功能

上面提供的 Rewrite 功能最適合做批量和長期的替換，但是很多時候，我們只是想臨時修改一次網絡請求結果，這個時候，使用 Rewrite 功能雖然也可以達到目的，但是過於麻煩，對於臨時性的修改，我們最好使用 Breakpoints 功能。

Breakpoints 功能類似我們在 Xcode 中設置的斷點一樣，當指定的網絡請求發生時，Charles 會截獲該請求，這個時候，我們可以在 Charles 中臨時修改網絡請求的返回內容。

下圖是我們臨時修改獲取用戶信息的 API，將用戶的暱稱進行了更改，修改完成後點擊 “Execute” 則可以讓網絡請求繼續進行。

 

 

 

需要注意的是，使用 Breakpoints 功能將網絡請求截獲並修改過程中，整個網絡請求的計時並不會暫停，所以長時間的暫停可能導致客戶端的請求超時。

反向代理

Charles 的反向代理功能允許我們將本地的端口映射到遠程的另一個端口上。例如，在下圖中，我將本機的 61234 端口映射到了遠程（www.yuantiku.com）的80端口上了。這樣，當我訪問本地的 61234 端口時，實際返回的內容會由 www.yuantiku.com 的 80 端口提供。

 

 

設置外部代理，解決與FQ軟件的衝突

Charles 的原理是把自己設置成系統的代理服務器，但是在中國，由於工作需要，我們常常需要使用 Google 搜索，所以大部分程序員都有自己的FQ軟件，而這些軟件的基本原理，也是把自己設置成系統的代理服務器，來做到透明的FQ。

爲了使得兩者能夠和平共處，我們可以在 Charles 的 External Proxy Settings 中，設置FQ的代理端口以及相關信息。同時，我們也要關閉相關FQ軟件的自動設置，使其不主動修改系統代理，避免 Charles 失效。

總結

通過 Charles 軟件，我們可以很方便地在日常開發中，截取和調試網絡請求內容，分析封包協議以及模擬慢速網絡。用好 Charles 可以極大的方便我們對於帶有網絡請求的 App 的開發和調試。

願本文幫助大家成爲 Charles 的專家，祝大家玩得開心～

 

原文地址：http://blog.devtang.com/2015/11/14/charles-introduction/