iOS你不知道的事--Crash分析

原文做者：Cooci_和谐学习_不急不躁
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你们平时在开发过程当中，常常会遇到Crash，那也是在正常不过的事，可是做为一个优秀的iOS开发人员，必将这些用户不良体验降到最低。

• 线下Crash,咱们直接能够调试，结合stack信息，不难定位！
• 线上Crash固然也有一些信息，毕竟苹果爸爸的产品仍是作得很是不错的！

经过iPhone的Crash log也能够分析一些，可是这个是须要用户配合的,由于须要用户在手机 中 设置-> 诊断与用量->勾选 自动发送 ,而后在xcode中 Window->Organizer->Crashes 对应的app,就是当前app最新一版本的crash log ,而且是解析过的,能够根据crash 栈 等相关信息 ,尤为是程序代码级别的 有超连接,一键能够直接跳转到程序崩溃的相关代码,这样更容易定位bug出处.

为了可以第一时间发现程序问题，应用程序须要实现本身的崩溃日志收集服务，成熟的开源项目不少，如 KSCrash，plcrashreporter，CrashKit 等。追求方便省心，对于保密性要求不高的程序来讲，也能够选择各类一条龙Crash统计产品，如 Crashlytics，Hockeyapp ，友盟，Bugly 等等

可是，全部的可是，这不够！由于咱们再也不是一个简单会用的iOS开发人员，必将走向底层，了解原理，掌握装逼内容和技巧是咱们的必修课

首先咱们来了解一下Crash的底层原理

iOS系统自带的 Apple’s Crash Reporter记录在设备中的Crash日志，Exception Type项一般会包含两个元素：Mach异常和 Unix信号。

Exception Type:         EXC_BAD_ACCESS (SIGSEGV)    
Exception Subtype:      KERN_INVALID_ADDRESS at 0x041a6f3

Mach异常是什么？它又是如何与Unix信号创建联系的？

Mach是一个XNU的微内核核心，Mach异常是指最底层的内核级异常，被定义在下 。每一个thread，task，host都有一个异常端口数组，Mach的部分API暴露给了用户态，用户态的开发者能够直接经过Mach API设置thread，task，host的异常端口，来捕获Mach异常，抓取Crash事件。

全部Mach异常都在host层被ux_exception转换为相应的Unix信号，并经过threadsignal将信号投递到出错的线程。iOS中的 POSIX API就是经过Mach之上的 BSD层实现的。

所以，EXC_BAD_ACCESS (SIGSEGV)表示的意思是：Mach层的EXC_BAD_ACCESS异常，在host层被转换成SIGSEGV信号投递到出错的线程。

iOS的异常Crash

• KVO问题
• NSNotification线程问题
• 数组越界
• 野指针
• 后台任务超时
• 内存爆出
• 主线程卡顿超阀值
• 死锁
  ....
  下面我就拿出最多见的两种Crash分析一下
• Exception

• Signal

Crash分析处理

上面咱们也知道：既然最终以信号的方式投递到出错的线程，那么就能够经过注册相应函数来捕获信号.到达Hook的效果

+ (void)installUncaughtSignalExceptionHandler{
    NSSetUncaughtExceptionHandler(&LGExceptionHandlers);
    signal(SIGABRT, LGSignalHandler);
}

关于Signal参考

咱们从上面的函数能够Hook到信息，下面咱们开始进行包装处理.这里仍是面向统一封装，由于等会咱们还须要考虑Signal

void LGExceptionHandlers(NSException *exception) {
    NSLog(@"%s",__func__);

    NSArray *callStack = [LGUncaughtExceptionHandle lg_backtrace];
    NSMutableDictionary *mDict = [NSMutableDictionary dictionaryWithDictionary:exception.userInfo];
    [mDict setObject:callStack forKey:LGUncaughtExceptionHandlerAddressesKey];
    [mDict setObject:exception.callStackSymbols forKey:LGUncaughtExceptionHandlerCallStackSymbolsKey];
    [mDict setObject:@"LGException" forKey:LGUncaughtExceptionHandlerFileKey];

    // exception - myException

    [[[LGUncaughtExceptionHandle alloc] init] performSelectorOnMainThread:@selector(lg_handleException:) withObject:[NSException exceptionWithName:[exception name] reason:[exception reason] userInfo:mDict] waitUntilDone:YES];
}

下面针对封装好的myException进行处理,在这里要作两件事

• 存储，上传：方便开发人员检查修复
• 处理Crash奔溃，咱们也不能眼睁睁看着BUG闪退在用户的手机上面，但愿“起死回生，回光返照”

- (void)lg_handleException:(NSException *)exception{
    // crash 处理
    // 存
    NSDictionary *userInfo = [exception userInfo];
    [self saveCrash:exception file:[userInfo objectForKey:LGUncaughtExceptionHandlerFileKey]];
}

下面是一些封装的一些辅助函数

• 保存奔溃信息或者上传：针对封装数据本地存储，和相应上传服务器！

- (void)saveCrash:(NSException *)exception file:(NSString *)file{

    NSArray *stackArray = [[exception userInfo] objectForKey:LGUncaughtExceptionHandlerCallStackSymbolsKey];// 异常的堆栈信息
    NSString *reason = [exception reason];// 出现异常的缘由
    NSString *name = [exception name];// 异常名称

    // 或者直接用代码，输入这个崩溃信息，以便在console中进一步分析错误缘由
    // NSLog(@"crash: %@", exception);

    NSString * _libPath  = [[NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSCachesDirectory, NSUserDomainMask, YES) objectAtIndex:0] stringByAppendingPathComponent:file];

    if (![[NSFileManager defaultManager] fileExistsAtPath:_libPath]){
        [[NSFileManager defaultManager] createDirectoryAtPath:_libPath withIntermediateDirectories:YES attributes:nil error:nil];
    }

    NSDate *dat = [NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:0];
    NSTimeInterval a=[dat timeIntervalSince1970];
    NSString *timeString = [NSString stringWithFormat:@"%f", a];

    NSString * savePath = [_libPath stringByAppendingFormat:@"/error%@.log",timeString];

    NSString *exceptionInfo = [NSString stringWithFormat:@"Exception reason：%@\nException name：%@\nException stack：%@",name, reason, stackArray];

    BOOL sucess = [exceptionInfo writeToFile:savePath atomically:YES encoding:NSUTF8StringEncoding error:nil];

    NSLog(@"保存崩溃日志 sucess:%d,%@",sucess,savePath);
}

• 获取函数堆栈信息，这里能够获取响应调用堆栈的符号信息，经过数组回传

+ (NSArray *)lg_backtrace{

    void* callstack[128];
    int frames = backtrace(callstack, 128);//用于获取当前线程的函数调用堆栈，返回实际获取的指针个数
    char **strs = backtrace_symbols(callstack, frames);//从backtrace函数获取的信息转化为一个字符串数组
    int i;
    NSMutableArray *backtrace = [NSMutableArray arrayWithCapacity:frames];
    for (i = LGUncaughtExceptionHandlerSkipAddressCount;
         i < LGUncaughtExceptionHandlerSkipAddressCount+LGUncaughtExceptionHandlerReportAddressCount;
         i++)
    {
        [backtrace addObject:[NSString stringWithUTF8String:strs[i]]];
    }
    free(strs);
    return backtrace;
}

• 获取应用信息，这个函数提供给Siganl数据封装

NSString *getAppInfo(){
    NSString *appInfo = [NSString stringWithFormat:@"App : %@ %@(%@)\nDevice : %@\nOS Version : %@ %@\n",
                         [[NSBundle mainBundle] objectForInfoDictionaryKey:@"CFBundleDisplayName"],
                         [[NSBundle mainBundle] objectForInfoDictionaryKey:@"CFBundleShortVersionString"],
                         [[NSBundle mainBundle] objectForInfoDictionaryKey:@"CFBundleVersion"],
                         [UIDevice currentDevice].model,
                         [UIDevice currentDevice].systemName,
                         [UIDevice currentDevice].systemVersion];
    //                         [UIDevice currentDevice].uniqueIdentifier];
    NSLog(@"Crash!!!! %@", appInfo);
    return appInfo;
}

作完这些准备，你能够很是清晰的看到程序奔溃，哈哈哈！（好像之前奔溃还不清晰似的），这里说一下：个人意思你很是清晰的知道奔溃以前作了一些什么!
下面是检测咱们奔溃以前的沙盒存储的信息：error.log

下面咱们来一个骚操做：在监听的信息的时候来了一个Runloop,咱们监听全部的mode,开启循环（一个相对于咱们应用程序自启的Runloop的平行空间）.

SCLAlertView *alert = [[SCLAlertView alloc] initWithNewWindowWidth:300.0f];
[alert addButton:@"奔溃" actionBlock:^{
    self.dismissed = YES;
}];
[alert showSuccess:exception.name subTitle:exception.reason closeButtonTitle:nil duration:0];
// 本次异常处理
CFRunLoopRef runloop = CFRunLoopGetCurrent();
CFArrayRef   allMode = CFRunLoopCopyAllModes(runloop);
while (!self.dismissed) {
    // machO
    // 后台更新 - log
    // kill
    // 
    for (NSString *mode in (__bridge NSArray *)allMode) {
        CFRunLoopRunInMode((CFStringRef)mode, 0.0001, false);
    }
}

CFRelease(allMode);

在这个平行空间咱们开启一个弹框，这个弹框，跟着咱们的应用程序保活，而且具有相应的响应能力，到目前为止：此时此刻还有谁！这不就是回光返照？只要咱们的条件成立，那么在相应的这个平行空间继续作一些咱们的工做，程序不死:what is dead may never die,but rises again harder and stronger

signal 函数拦截不到的解决方式

在debug模式下，若是你触发了崩溃，那么应用会直接崩溃到主函数，断点都没用，此时没有任何log信息显示出来，若是你想看log信息的话，你须要在lldb中，拿SIGABRT来讲吧，敲入pro hand -p true -s false SIGABRT命令，否则你啥也看不到。

而后断开断点，程序进入监听，下面剩下的操做就是包装异常，操做相似Exception

最后咱们须要注意的针对咱们的监听回收相应内存：

NSSetUncaughtExceptionHandler(NULL);
    signal(SIGABRT, SIG_DFL);
    signal(SIGILL, SIG_DFL);
    signal(SIGSEGV, SIG_DFL);
    signal(SIGFPE, SIG_DFL);
    signal(SIGBUS, SIG_DFL);
    signal(SIGPIPE, SIG_DFL);

    if ([[exception name] isEqual:UncaughtExceptionHandlerSignalExceptionName])
    {
        kill(getpid(), [[[exception userInfo] objectForKey:UncaughtExceptionHandlerSignalKey] intValue]);
    }
    else
    {
        [exception raise];
    }

到目前为止，咱们响应的Crash处理已经入门，若是你还想继续探索也是有不少地方好比：

• 咱们可否hook系统奔溃，异常的方法NSSetUncaughtExceptionHandler,已达到拒绝传递 UncaughtExceptionHandler的效果
• 咱们在处理异常的时候，利用Runloop回光返照，有没有更加合适的方法
• Runloop回光返照咱们怎么继续保证应用程序稳定执行