ios性能优化-Crash预防、捕获、处理闪退

作者: Harry__Li | 来源:发表于2022-01-27 17:55 被阅读0次

随着时间的推移，现在用户对app的要求越来越高。以前对于ios开发来说，能做出规划的需求界面就可以了，现在要求不仅是能做出来而且必须高质量的完成。一旦app闪退，就会给用户一个很差的印象。用户会觉得这个app"垃圾"。所以，我们要处理crash，减少app的闪退crash问题。
在项目中，最常见的估计就是数组和字典加入nil，然后直接崩了。在有的情况下，数据为nil了，然后加入到数组或者字典，自然就崩了。这也很好处理啊，在加入之前判断是否为空就OK了，但一个项目里那么多地方，这要是每个地方都写判断要疯啊。所以，需要我们去集中处理。

Crash的预防

要怎么添加判断，有两种方法一种是使用runtime运行时替换系统AddObject方法，另外一种是在扩展中进行封装，然后我们添加的时候去调用方法。

hook方案

像下面的代码，我们是判断NSMutableArray的addObject方法

@implementation NSMutableArray (akSafe)
+ (void)load {
    [self swizzMethodOriginalSelector:@selector(addObject:)
                     swizzledSelector:@selector(akSafe_addObject:)];
}
+ (void)swizzMethodOriginalSelector:(SEL)originalSelector swizzledSelector:(SEL)swizzledSelector {
    Method originalMethod = class_getInstanceMethod(self.class, originalSelector);
    Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(self.class, swizzledSelector);
    BOOL didAddMethod = class_addMethod(self.class, originalSelector, method_getImplementation(swizzledMethod), method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
    if (didAddMethod) {
        class_replaceMethod(self.class, swizzledSelector, method_getImplementation(originalMethod), method_getTypeEncoding(originalMethod));
    } else {
        method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
    }
}
- (void)aksafe_AddObject:(id)anObject {
    if (anObject) {
        [self aksafe_AddObject:anObject];
    }
}
@end

通过addObject和akSafe_addObject替换实现判断是否为空。这里要说一下为啥要这么写。
首先去获取Method originalMethod和Method swizzledMethod这没什么好说的，主要是class_addMethod方法。它可以判断原来的方法是否存在。
返回yes，则说明添加成功了，原来是不存在的。这个时候我们要调用class_replaceMethod，来替换。
返回NO，则说明原来就存在的。那我们直接method_exchangeImplementations交换就好了。

安全接口

这种方法相比上一个要简单多

@implementation NSMutableArray (aksafe)
- (void)aksafe_AddObject:(id)anObject {
    if (anObject) {
        [self addObject:anObject];
    }
}
@end

对比一下两者，第一种是业务方直接调用系统方法就行。我们不需再去修改addObject。但是它相较于第二种有损性能；安全接口方案是业务方要统一调用安全接口，优点则是轻量，缺点是我们需要调用自己分装的方法。

crash捕获

在我们项目中为什么会发生crash呢？这是由于项目应用收到了未做处理的信号。未处理信号可能来源三个地方：kernel、其他京城、以及app本身。所以，crash异常也就分为了三种：

Mach异常：底层内核级异常，可以通过mach api设置thread，task，host的异常端口，来捕获。
unnix信号：他是UNIX层的异常信号标准，通过方法threadsigal()将信号投递到出错线程。
-nsexception：应用级异常，是oc异常，程序像自身发送了sigabrt信号而崩溃，
三者关系
Mach异常是内核态的异常，是属于的异常。如果mach没做异常处理，则会转化为对应的Unix信号，然后信号在发送到项目app 本身。
mach异常主要是用了第三方的，直接去github搜吧。我自己主要看了unnix信号和nsexception处理

NSException异常捕获

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface UncaughtExceptionHandler:NSObject
@end
void InstallUncaughtExceptionHandler(void);

// 注册
void InstallUncaughtExceptionHandler(void)
{ 
    NSSetUncaughtExceptionHandler(&custom_exceptionHandler); 
}
void custom_exceptionHandler(NSException *exception)
{
    // 异常的堆栈信息
    NSArray *stackArray = [exception callStackSymbols];
    
    // 出现异常的原因
    NSString *reason = [exception reason];
    
    // 异常名称
    NSString *name = [exception name];
    
    NSString *exceptionInfo = [NSString stringWithFormat:@"Exception reason：%@\nException name：%@\nException stack：%@",name, reason, stackArray];
    
    NSLog(@"输出的异常是:%@", exceptionInfo);
//把异常信息存储到本地
    [UncaughtExceptionHandler saveCreash:exceptionInfo];
    // 注册回之前的handler
    Uninstall();
}

我们可以使用数组越界来试验是，是可以打印保存异常信息的

处理signal

#pragma mark - Public
+ (void)startMonitoring {
    other_exception_caught_handler = NSGetUncaughtExceptionHandler();
    NSSetUncaughtExceptionHandler(__lxd_exception_caught);
    signal(SIGILL, __lxd_signal_handler);
    signal(SIGFPE, __lxd_signal_handler);
    signal(SIGBUS, __lxd_signal_handler);
    signal(SIGPIPE, __lxd_signal_handler);
    signal(SIGSEGV, __lxd_signal_handler);
    signal(SIGABRT, __lxd_signal_handler);
}
void SignalExceptionHandler(int signal)
{
    
    NSMutableString *mstr = [[NSMutableString alloc] init];
    [mstr appendString:@"Stack:\n"];
    void* callstack[128];  //堆栈方法数组
    int i, frames = backtrace(callstack, 128);
    char** strs = backtrace_symbols(callstack, frames);  //符号化
    for (i = 0; i <frames; ++i) {
        [mstr appendFormat:@"%s\n", strs[i]];
    }
//本地保存
    [SignalHandler saveCreash:mstr];
}

自此简单的捕获crash就完成了。转换成信号的异常都可以捕获到，但在我们项目中有可能遇到mach的异常，这个时候我们需要使用一些开源的KSCrash
plcrashreporter
具体如果实现，在github查看。

crash处理机制

1、unrecognized selector crash情景

截屏2022-01-27 下午5.14.34.png

这个图应该不陌生，我们来看看发生奔溃之后怎么抛出异常

调用resolveInstanceMethod 给你个机会让类添加这个函数的实现
调用forwardingTargetForSelector 既然当前类不实现，那就让别的类执行这个函数
3、forwardInvocation 灵活的将目标函数以其他形式执行
如果这三个都没救回来，那就毁灭吧。
我们来看下JJException是怎么实现的。

- (id)forwardingTargetForSelectorSwizzled:(SEL)selector{
    NSMethodSignature* sign = [self methodSignatureForSelector:selector];
    if (!sign) {
        id stub = [[UnrecognizedSelectorHandle new] ];
        class_addMethod([stub class], selector, (IMP)unrecognizedSelector, "v@:");
        return stub;
    }
    return [self forwardingTargetForSelectorSwizzled:selector];
}

这里实现的是第二步，先去获取方法名，如果为空，则获取一个别的类，给这个类添加方法，让其执行这个函数。这样就可以避免奔溃。

2、NSArray,NSMutableArray,NSDictonary,NSMutableDictionary
对于数组字典的crash处理，都是使用类扩展Swizzle Hook

swizzleInstanceMethod(NSClassFromString(@"__NSArrayI"), @selector(objectAtIndex:), @selector(hookObjectAtIndex:));

- (id) hookObjectAtIndex:(NSUInteger)index {
    if (index < self.count) {
        return [self hookObjectAtIndex:index];
    }
    handleCrashException(@"HookObjectAtIndex invalid index");
    return nil;
}

可以看到，把系统的方法给替换掉了。index没有超过数组count，可以正常操作。如果超过以后，发送错误奔溃信息。上传信息，然后不让程序退出，继续执行程序
我比较喜欢这种方式，因为crash虽然可以防止程序闪退问题，但同事也截断了奔溃信息的上传。这样就造成了，这个问题他会一直出现。所以在防止闪退的同时，能让我们获取到错误信息解决掉他，这就最好不过了。

3、NSTimer
NSTimer存在的问题：
Target是强引用，内存泄漏
在宿主不存在的时候，清理NSTimer
解决方法: 1.当repeats为NO时，走原始方法 2.当repeats为YES时，新建一个对象，声明一个target属性为weak类型，指向参数的target,当中间对象的target为空时，清理NSTimer
代码如下

+ (void)jj_swizzleNSTimer{
    swizzleClassMethod([NSTimer class], @selector(scheduledTimerWithTimeInterval:target:selector:userInfo:repeats:), @selector(hookScheduledTimerWithTimeInterval:target:selector:userInfo:repeats:));
}

+ (NSTimer*)hookScheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo{
    if (!yesOrNo) {
        return [self hookScheduledTimerWithTimeInterval:ti target:aTarget selector:aSelector userInfo:userInfo repeats:yesOrNo];
    }
    TimerObject* timerObject = [TimerObject new];
    timerObject.ti = ti;
    timerObject.target = aTarget;//对象为弱应用
    timerObject.selector = aSelector;
    timerObject.userInfo = userInfo;
    if (aTarget) {
        timerObject.targetClassName = [NSString stringWithCString:object_getClassName(aTarget) encoding:NSASCIIStringEncoding];
    }
    timerObject.targetMethodName = NSStringFromSelector(aSelector);
    
    NSTimer* timer = [NSTimer hookScheduledTimerWithTimeInterval:ti target:timerObject selector:@selector(fireTimer) userInfo:userInfo repeats:yesOrNo];
    timerObject.timer = timer;
    
    return timer;
    
}

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