iOS Crash监测及处理上传

作者: 地上的 | 来源:发表于2019-06-12 14:44 被阅读0次

前段时间做了下项目里面的crash监测（自己拦截监测，不是bugly那些东西），然后保存crash信息，同步给服务器，进行crashlog解析，这里总结下相关的流程和知识点。后面会有完整demo。

一、概念性东西

符号表

1、概念：符号表就是指在Xcode项目编译后，在编译生成的.app的同级目录下生成的同名的.dSYM文件。
.dSYM文件其实是一个目录，在子目录中包含了一个16进制的保存函数地址映射信息的中转文件，所有Debug的symbols都在这个文件中(包括文件名、函数名、行号等)，所以也称之为调试符号信息文件。
2、作用：符号表就是用来符号化 crash log（崩溃日志）。crash log中有一些方法16进制的内存地址等，通过符号表就能找到对应的能够直观看到的方法名之类。
3、获取途径：在Archive的时候会生成.xcarchive文件，然后显示包内容就能够在里面找到.dsYM文件和.app文件。

二、Crash捕获

iOS端的crash分为两类，一类是NSException异常，另外一类是Signal信号异常。这两类异常我们都可以通过注册相关函数来捕获。

1、NSException异常捕获

NSException异常是OC代码导致的crash，我们可以先调用NSGetUncaughtExceptionHandler获取之前注册的handler，如果有就保存起来，再通过NSSetUncaughtExceptionHandler方法注册自己的handler。

NSUncaughtExceptionHandler *OldHandler = nil;
void RegisterExceptionHandler(void) {
    if (NSGetUncaughtExceptionHandler() != MyExceptionHandler) {
        OldHandler = NSGetUncaughtExceptionHandler();
    }
    NSSetUncaughtExceptionHandler(&MyExceptionHandler);
}

注意：这里需要保存之前注册的handler的原因是，很多第三方SDK都会集成一个Crash收集服务，以及时发现自己SDK的问题。当各家的服务都以保证自己的Crash统计正确完整为目的时，难免出现时序手脚，强行覆盖等等的恶意竞争，总会有人默默被坑。
如果同时有多方通过NSSetUncaughtExceptionHandler注册异常处理程序，和平的作法是：后注册者通过NSGetUncaughtExceptionHandler将先前别人注册的handler取出并备份，在自己handler处理完后自觉把别人的handler注册回去，规规矩矩的传递。不传递强行覆盖的后果是，在其之前注册过的日志收集服务写出的Crash日志就会因为取不到NSException而丢失Last Exception Backtrace等信息。（P.S. iOS系统自带的Crash Reporter不受影响）

下面附上MyExceptionHandler的实现

NSString * const UncaughtExceptionHandlerAddressesKey = @"UncaughtExceptionHandlerAddressesKey";
//oc exception
void MyExceptionHandler(NSException *exception) {
    NSArray *callStack = exception.callStackSymbols;
    NSMutableDictionary *userInfo = [NSMutableDictionary dictionaryWithDictionary:[exception userInfo]];
    [userInfo setObject:callStack forKey:UncaughtExceptionHandlerAddressesKey];

    [[[GHCrashManager alloc] init] performSelectorOnMainThread:@selector(handleException:) withObject:[NSException exceptionWithName:[exception name] reason:[exception reason] userInfo:userInfo] waitUntilDone:YES];
    
    // 调用之前已经注册的handler
    if (OldHandler) {
        OldHandler(exception);
    }
}

在这里就已经拿到了异常的NSException *exception对象，然后将里面的信息取出来做本地保存即可。

2、Signal异常

使用Objective-C的异常处理是不能得到signal的，如果要处理它，我们还要利用unix标准的signal机制。
Signal信号是由iOS底层mach信号异常转换后以signal信号抛出的异常。既然是兼容posix标准的异常，我们可以通过sigaction函数以及signal函数注册对应的信号。
这里会有两种实现：
第一种：采用signal函数进行信号捕获（这里只注册了部分常见的信号）

void RegisterSignalHandler(void) {
    signal(SIGHUP, SignalHandler);
    signal(SIGINT, SignalHandler);
    signal(SIGQUIT, SignalHandler);
    signal(SIGABRT, SignalHandler);
    signal(SIGILL, SignalHandler);
    signal(SIGSEGV, SignalHandler);
    signal(SIGFPE, SignalHandler);
    signal(SIGBUS, SignalHandler);
    signal(SIGPIPE, SignalHandler);
}

接下来附上获取到信号后的实现：

void SignalHandler(int signal) {
    NSMutableDictionary *userInfo = [NSMutableDictionary dictionaryWithObject:[NSNumber numberWithInt:signal] forKey:UncaughtExceptionHandlerSignalKey];
    NSArray *callBack = [GHCrashManager backtrace];
    [userInfo setObject:callBack forKey:UncaughtExceptionHandlerAddressesKey];
    
    NSException *signalException = [NSException exceptionWithName:UncaughtExceptionHandlerSignalExceptionName reason:[NSString stringWithFormat:@"Signal %d was raised.",signal] userInfo:userInfo];
    [[[GHCrashManager alloc] init] performSelectorOnMainThread:@selector(handleException:) withObject:signalException waitUntilDone:YES];
}

第二种：采用sigaction函数进行信号捕获

void (*OldAbrtSignalHandler)(int, struct __siginfo *, void *);
void RegisterSignalHandler(void) {
    struct sigaction old_action;
    sigaction(SIGABRT, NULL, &old_action);
    if (old_action.sa_flags & SA_SIGINFO) {
        if (old_action.sa_sigaction != MySignalHandler) {
            OldAbrtSignalHandler = old_action.sa_sigaction;
        }
    }

    struct sigaction action;
    action.sa_sigaction = MySignalHandler;
    action.sa_flags = SA_NODEFER | SA_SIGINFO;
    sigemptyset(&action.sa_mask);
    sigaction(SIGABRT, &action, 0);
}

这里同样做了保存先前别人注册的handler。

static void MySignalHandler(int signal, siginfo_t* info, void* context) {
    SignalHandler(signal);
    
    // 处理前者注册的 handler
    if (signal == SIGABRT) {
        if (OldAbrtSignalHandler) {
            OldAbrtSignalHandler(signal, info, context);
        }
    }
}

简单说一下sigaction和signal函数的区别：
Linux主要有两个函数实现信号的安装登记：signal和sigaction。其中signal在系统调用的基础上实现，是库函数。它只有两个参数，不支持信号传递信息，主要是用于前32个非实时信号的安装；而sigaction是较新的函数（由两个系统调用实现：sys_signal以及sys_rt_sigaction），有三个参数，支持信号传递信息，主要用来与sigqueue系统调用配合使用。当然，sigaction同样支持非实时信号的安装，sigaction优于signal主要体现在支持信号带有参数，而signal使用简单，如果没有复杂使用场景可以直接使用signal函数。

附上大部分信号的说明：

SIGHUP
本信号在用户终端连接(正常或非正常)结束时发出, 通常是在终端的控制进程结束时, 通知同一session内的各个作业, 这时它们与控制终端不再关联。
登录Linux时，系统会分配给登录用户一个终端(Session)。在这个终端运行的所有程序，包括前台进程组和后台进程组，一般都属于这个 Session。当用户退出Linux登录时，前台进程组和后台有对终端输出的进程将会收到SIGHUP信号。这个信号的默认操作为终止进程，因此前台进程组和后台有终端输出的进程就会中止。不过可以捕获这个信号，比如wget能捕获SIGHUP信号，并忽略它，这样就算退出了Linux登录， wget也能继续下载。
此外，对于与终端脱离关系的守护进程，这个信号用于通知它重新读取配置文件。
SIGINT
程序终止(interrupt)信号, 在用户键入INTR字符(通常是Ctrl-C)时发出，用于通知前台进程组终止进程。
SIGQUIT
和SIGINT类似, 但由QUIT字符(通常是Ctrl-)来控制. 进程在因收到SIGQUIT退出时会产生core文件, 在这个意义上类似于一个程序错误信号。
SIGILL
执行了非法指令. 通常是因为可执行文件本身出现错误, 或者试图执行数据段. 堆栈溢出时也有可能产生这个信号。
SIGTRAP
由断点指令或其它trap指令产生. 由debugger使用。
SIGABRT
调用abort函数生成的信号。
SIGBUS
非法地址, 包括内存地址对齐(alignment)出错。比如访问一个四个字长的整数, 但其地址不是4的倍数。它与SIGSEGV的区别在于后者是由于对合法存储地址的非法访问触发的(如访问不属于自己存储空间或只读存储空间)。
SIGFPE
在发生致命的算术运算错误时发出. 不仅包括浮点运算错误, 还包括溢出及除数为0等其它所有的算术的错误。
SIGKILL
用来立即结束程序的运行. 本信号不能被阻塞、处理和忽略。如果管理员发现某个进程终止不了，可尝试发送这个信号。
SIGUSR1
留给用户使用
SIGSEGV
试图访问未分配给自己的内存, 或试图往没有写权限的内存地址写数据.
SIGUSR2
留给用户使用
SIGPIPE
管道破裂。这个信号通常在进程间通信产生，比如采用FIFO(管道)通信的两个进程，读管道没打开或者意外终止就往管道写，写进程会收到SIGPIPE信号。此外用Socket通信的两个进程，写进程在写Socket的时候，读进程已经终止。
SIGALRM
时钟定时信号, 计算的是实际的时间或时钟时间. alarm函数使用该信号.
SIGTERM
程序结束(terminate)信号, 与SIGKILL不同的是该信号可以被阻塞和处理。通常用来要求程序自己正常退出，shell命令kill缺省产生这个信号。如果进程终止不了，我们才会尝试SIGKILL。
SIGCHLD
子进程结束时, 父进程会收到这个信号。
如果父进程没有处理这个信号，也没有等待(wait)子进程，子进程虽然终止，但是还会在内核进程表中占有表项，这时的子进程称为僵尸进程。这种情况我们应该避免(父进程或者忽略SIGCHILD信号，或者捕捉它，或者wait它派生的子进程，或者父进程先终止，这时子进程的终止自动由init进程来接管)。
SIGCONT
让一个停止(stopped)的进程继续执行. 本信号不能被阻塞. 可以用一个handler来让程序在由stopped状态变为继续执行时完成特定的工作. 例如, 重新显示提示符
SIGSTOP
停止(stopped)进程的执行. 注意它和terminate以及interrupt的区别:该进程还未结束, 只是暂停执行. 本信号不能被阻塞, 处理或忽略.
SIGTSTP
停止进程的运行, 但该信号可以被处理和忽略. 用户键入SUSP字符时(通常是Ctrl-Z)发出这个信号
SIGTTIN
当后台作业要从用户终端读数据时, 该作业中的所有进程会收到SIGTTIN信号. 缺省时这些进程会停止执行.
SIGTTOU
类似于SIGTTIN, 但在写终端(或修改终端模式)时收到.
SIGURG
有”紧急”数据或out-of-band数据到达socket时产生.
SIGXCPU
超过CPU时间资源限制. 这个限制可以由getrlimit/setrlimit来读取/改变。
SIGXFSZ
当进程企图扩大文件以至于超过文件大小资源限制。
SIGVTALRM
虚拟时钟信号. 类似于SIGALRM, 但是计算的是该进程占用的CPU时间.
SIGPROF
类似于SIGALRM/SIGVTALRM, 但包括该进程用的CPU时间以及系统调用的时间.
SIGWINCH
窗口大小改变时发出.
SIGIO
文件描述符准备就绪, 可以开始进行输入/输出操作.
SIGPWR
Power failure
SIGSYS
非法的系统调用。

其中要注意：

在以上列出的信号中，程序不可捕获、阻塞或忽略的信号有：SIGKILL,SIGSTOP
不能恢复至默认动作的信号有：SIGILL,SIGTRAP
默认会导致进程流产的信号有：SIGABRT,SIGBUS,SIGFPE,SIGILL,SIGIOT,SIGQUIT,SIGSEGV,SIGTRAP,SIGXCPU,SIGXFSZ
默认会导致进程退出的信号有:
SIGALRM,SIGHUP,SIGINT,SIGKILL,SIGPIPE,SIGPOLL,SIGPROF,SIGSYS,SIGTERM,SIGUSR1,SIGUSR2,SIGVTALRM
默认会导致进程停止的信号有：SIGSTOP,SIGTSTP,SIGTTIN,SIGTTOU
默认进程忽略的信号有：SIGCHLD,SIGPWR,SIGURG,SIGWINCH
此外，SIGIO在SVR4是退出，在4.3BSD中是忽略；SIGCONT在进程挂起时是继续，否则是忽略，不能被阻塞。

另：
在debug模式下，如果你触发了signal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，如果你想看log信息的话，你需要在lldb中，拿SIGABRT来说吧，敲入pro hand -p true -s false SIGABRT命令，不然你啥也看不到。或者也可以不连接xcode去run，如果你照着后面的crash捕获后处理了的话。

三、Crash捕获之后的处理

拿到exception对象后，做三件事：
1、如果是debug环境下提示使用者；
2、将crash信息保存在本地；
3、移除自己的注册操作；
（当然还有4、下次启动上传crashLog）。

1、show出异常信息

贴视图就不用说了，重点是要防止当前线程挂掉，那么就得使用runloop了。

#ifdef DEBUG
    NSString *message = [NSString stringWithFormat:@"抱歉，APP发生了异常，请与开发人员联系，点击屏幕继续并自动复制错误信息到剪切板。\n\n异常报告:\n异常名称：%@\n异常原因：%@\n堆栈信息：%@\n", [exception name], [exception reason], stackInfo];
    NSLog(@"%@",message);
    [self showCrashToastWithMessage:message];//贴视图去显示，建议直接丢到window上

    CFRunLoopRef runLoop = CFRunLoopGetCurrent();
    CFArrayRef allModes = CFRunLoopCopyAllModes(runLoop);
    while (!self.dismissed) {
        for (NSString *mode in (__bridge NSArray *)allModes) {
            //为阻止线程退出，使用 CFRunLoopRunInMode(model, 0.001, false)等待系统消息，false表示RunLoop没有超时时间
            CFRunLoopRunInMode((CFStringRef)mode, 0.001, false);
        }
    }
    CFRelease(allModes);


#endif

2、存储就不说了，读写文件的事。

3、移除自己的注册

NSSetUncaughtExceptionHandler(NULL);
    signal(SIGHUP, SIG_DFL);
    signal(SIGINT, SIG_DFL);
    signal(SIGQUIT, SIG_DFL);
    signal(SIGABRT, SIG_DFL);
    signal(SIGILL, SIG_DFL);
    signal(SIGSEGV, SIG_DFL);
    signal(SIGFPE, SIG_DFL);
    signal(SIGBUS, SIG_DFL);
    signal(SIGPIPE, SIG_DFL);
    
    NSLog(@"%@",[exception name]);
    if ([[exception name] isEqual:UncaughtExceptionHandlerSignalExceptionName]) {
        kill(getpid(), [[[exception userInfo] objectForKey:UncaughtExceptionHandlerSignalKey] intValue]);
    } else {
        [exception raise];
    }

到这里crash的捕获和本地存储都已经ok了，log也能上传到服务器了，接下来就剩拿到log和dsym文件进行符号化了。
如果你想了解crash的原理和根源，建议读读漫谈iOS Crash收集框架。
另外，

demo在这里，里面也附上了几种常见crash的案例，结合案例测试下吧。

iOS Crash监测及处理上传

一、概念性东西

符号表

二、Crash捕获

1、NSException异常捕获

2、Signal异常

三、Crash捕获之后的处理

1、show出异常信息

2、存储就不说了，读写文件的事。

3、移除自己的注册

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