iOS常见崩溃以及总结

Posted 2023-02-27 hherima

【转载】作者：乳猪啸谷
链接：https://juejin.im/post/6844903688608153614

用户在使用App的过程中，经常遇到闪退的情况，体验不太好，本文尝试探索引发闪退的原因，以及在遇到crash的情况下，尽可能的保持程序运行，并及时上报错误。

一、crash类型

1.OC层面的crash

1.1 普通类型

• NSInvalidArgumentException：非法参数异常，传入非法参数导致异常，nil参数比较常见。
• NSRangeException：下标越界导致的异常。
• NSGenericException： foreach的循环当中修改元素导致的异常。

1.2 KVO

KVO Crash常见原因：

• 移除未注册的观察者
• 重复移除观察者
• 添加了观察者但是没有实现-observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法
• 添加移除keypath=nil
• 添加移除observer=nil

1.3 unrecognized selector sent to instance

• 对象接收到未知的消息,即下图中消息未能处理的情况。

   

  image

  <figcaption></figcaption>

2.Signal层面的crash

除了OC层面的异常捕获之外，很多内存错误、访问错误的地址产生的crash则需要利用unix标准的signal机制，注册SIGABRT, SIGBUS, SIGSEGV等信号发生时的处理函数。该函数中我们可以输出栈信息，版本信息等其他一切我们所想要的。

• SIGKILL:用来立即结束程序的运行的信号。
• 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。
• SIGABRT:调用abort函数生成的信号。
• SIGTRAP:由断点指令或其它trap指令产生。
• 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)。

二、存在问题

• 程序闪退，用户体验不好

三、监听crash

1.任凭程序闪退并上报

1.1 NSSetUncaughtExceptionHandler 捕获OC层面的crash

参考文章

(1)AppDelegate中添加捕获监听

 

- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions 
  NSSetUncaughtExceptionHandler(&UncaughtExceptionHandler);
  return YES;
  
复制代码

(2)解析堆栈信息并上报

 

void UncaughtExceptionHandler(NSException *exception) 
  /**
   *  获取异常崩溃信息
   */
  NSArray *callStack = [exception callStackSymbols];
  NSString *reason = [exception reason];
  NSString *name = [exception name];

复制代码

1.2 Appdelegate中注册SIGABRT, SIGBUS, SIGSEGV等信号发生时的处理函数，处理Signal层面的crash。

 

void InstallSignalHandler(void)

  signal(SIGHUP, SignalExceptionHandler);
  signal(SIGINT, SignalExceptionHandler);
  signal(SIGQUIT, SignalExceptionHandler);

  signal(SIGABRT, SignalExceptionHandler);
  signal(SIGILL, SignalExceptionHandler);
  signal(SIGSEGV, SignalExceptionHandler);
  signal(SIGFPE, SignalExceptionHandler);
  signal(SIGBUS, SignalExceptionHandler);
  signal(SIGPIPE, SignalExceptionHandler);

复制代码

 

void SignalExceptionHandler(int signal)


  NSMutableString *mstr = [[NSMutableString alloc] init];
  [mstr appendString:@"Stack:\\n"];
  void* callstack[128];
  int i, frames = backtrace(callstack, 128);
  char** strs = backtrace_symbols(callstack, frames);
  for (i = 0; i <frames; ++i) 
      [mstr appendFormat:@"%s\\n", strs[I]];
  
  [SignalHandler saveCreash:mstr];


复制代码

2.Crash自动修复+捕获上报

2.1 针对普通类型Crash的处理机制

hook相关的方法，增加保护机制。 以NSArray越界为例,hook objectAtIndex方法，在方法中捕获越界异常，并在最后返回一个nil对象。

 

[self exchangeInstanceMethod:__NSArrayI method1Sel:@selector(objectAtIndex:) method2Sel:@selector(avoidCrashObjectAtIndex:)];
复制代码

 

- (id)avoidCrashObjectAtIndex:(NSUInteger)index 
  id object = nil;

  @try 
      object = [self avoidCrashObjectAtIndex:index];
  
  @catch (NSException *exception) 
     //捕获异常，根据exception打印出堆栈信息，同时也避免了程序崩溃
  
  @finally 
      return object;
  

复制代码

注意：使用方法进行捕获异常之后，第三方工具将不会搜集到崩溃信息并上报，需要在catch中手动上报。

2.2 针对KVO Crash的处理机制

新建一个对象，用来记录target,observer,context,keypath等，每添加一个监听，增加一个对象，用一个数组维护。添加和删除的时候做判断，同时hook dealloc函数，dealloc的同时移除我的观察者和我观察的对象。dealloc时遍历数组，数组中不应该存在对象，如果存在对象，应该抛出异常并接收，提示用户KVO的释放存在问题。

• 移除未注册的观察者:在移除A对象的观察者时，先判断数组中是否有A对象的观察者，如果有，再移除。
• 重复移除观察者：同上
• 添加了观察者但是没有实现-observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法：hook observeValueForKeyPath方法，增加try-catch即可。
• 添加移除keypath=nil：hook添加移除观察者的方法，在新方法中过滤keypath=nil的情况。
• 添加移除observer=nil：hook添加移除观察者的方法，在新方法中过滤observer=nil的情况。

注意：使用方法进行捕获异常之后，第三方工具将不会搜集到崩溃信息并上报，需要在catch中手动上报。

2.3 针对unrecognized selector解决方案

通常，当我们不能确定一个对象是否能接收某个消息时，会先调用respondsToSelector:来判断一下。如下代码所示：

 

if ([self respondsToSelector:@selector(method)]) 
[self performSelector:@selector(method)];

复制代码

当一个对象无法接收某一消息时，就会启动所谓”消息转发(message forwarding)“机制，通过这一机制，我们可以告诉对象如何处理未知的消息。默认情况下，对象接收到未知的消息，会导致程序崩溃。

image

<figcaption></figcaption>

上图可以看出，在一个函数找不到时，Objective-C提供了三种方式去补救：

1、调用resolveInstanceMethod给个机会让类添加这个实现这个函数

2、调用forwardingTargetForSelector让别的对象去执行这个函数

3、调用methodSignatureForSelector（函数符号制造器）和forwardInvocation（函数执行器）灵活的将目标函数以其他形式执行。

如果都不中，调用doesNotRecognizeSelector抛出异常。

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector

方法一：hook上述两个方法，在methodSignatureForSelector中返回有效的NSMethodSignature，在forwardInvocation中添加try-catch即可，代码如下：

 

 [self exchangeInstanceMethod:[self class] method1Sel:@selector(methodSignatureForSelector:) method2Sel:@selector(avoidCrashMethodSignatureForSelector:)];
 [self exchangeInstanceMethod:[self class] method1Sel:@selector(forwardInvocation:) method2Sel:@selector(avoidCrashForwardInvocation:)];
复制代码

 

- (NSMethodSignature *)avoidCrashMethodSignatureForSelector:(SEL)aSelector

    NSMethodSignature *ms = [self avoidCrashMethodSignatureForSelector:aSelector];
    if ([self respondsToSelector:aSelector] || ms)
        return ms;
    
    else
        return [SafeProxy instanceMethodSignatureForSelector:@selector(safe_crashLog)];
    


- (void)avoidCrashForwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation 

    @try 
        [self avoidCrashForwardInvocation:anInvocation];

     @catch (NSException *exception) 
      //捕获异常，根据exception打印出堆栈信息，同时也避免了程序崩溃
      //上报
     @finally 

    

复制代码

方法二：直接hook doesNotRecognizeSelector也可实现，doesNotRecognizeSelector起到抛出异常的作用，自己增加try-catch进行捕获即可，代码如下：

 

[self exchangeInstanceMethod:[self class] method1Sel:@selector(doesNotRecognizeSelector:) method2Sel:@selector(avoidCrashDoesNotRecognizeSelector:)];
复制代码

 

- (void)avoidCrashDoesNotRecognizeSelector:(SEL)aSelector
    @try 
        [self avoidCrashDoesNotRecognizeSelector:aSelector];

     @catch (NSException *exception) 
       //捕获异常，根据exception打印出堆栈信息，同时也避免了程序崩溃
       //上报
     @finally 

    

复制代码

效果如下：

 

NSInvalidArgumentException
*** -[__NSPlaceholderArray initWithObjects:count:]: attempt to insert nil object from objects[1]
Error Place:-[ViewController NSArray_Test_InstanceArray]
AvoidCrash default is to remove nil object and instance a array.
复制代码

打印出了堆栈信息，同时避免了程序崩溃。

注意：使用方法进行捕获异常之后，第三方工具将不会搜集到崩溃信息并上报，需要在catch中手动上报。

2.4 针对野指针的处理机制

模仿Xcode的zombie机制：

1.Swizzle原有allocWithZone方法，添加野指针防护标记。

2.Swizzle原有dealloc方法，如果有野指针防护标记，调用 objc_destructInstance方法，修改实例isa使其指向zombieObject,保存原始 类名，以便上报使用。

3.Swizzle消息转发机制forwardingTargetForSelector方法，处理所 有原始类originObject的方法，收集错误信息并上报。

4.及时释放zombieObject。

注： objc_destructInstance会释放与实例相关联的引用，但是并不释放该实例的内存。