[这是第14篇]
序: iOS Crash问题是iOS开发中难以忽视的存在,本文就捕获iOS Crash、Crash日志组成、Crash日志符号化、异常信息解读、常见的Crash五部分介绍。
一、捕获iOS Crash
1、设置异常断点并运行
说明:设置Xcode异常断点后运行程序,发生Crash时,断点会定位到出错的代码行,但仅适用于开发阶段。线上APP的Crash还需要通过收集Crash机制来捕获Crash并记录在日志中。
2、Mach异常 、Unix Signal 和 NSException
1) Mach异常是最底层的内核级异常,如EXC_BAD_ACCESS(内存访问异常),可以参考 Mach的exception_types定义
2) Unix Signal是Unix系统中的一种异步通知机制,Mach异常在host层被ux_exception转换为相应的Unix Signal,并通过threadsignal将信号投递到出错的线程。如SIGABRT(程序中止命令中止信号)、 SIGALRM(程序超时信号),具体信号枚举在iOS的sys/signal.h文件中。 它们可以利用Unix标准的signal机制来处理。
3) NSException是OC层,由iOS库或者各种第三方库或Runtime验证出错误而抛出的异常。如NSRangeException(数组越界异常),它们可以被try catch捕获(苹果不建议用),如果未被捕获或被@throw抛出,可以通过注册NSSetUncaughtExceptionHandler函数来捕获处理。
4) 当错误发生时候,先在最底层产生Mach异常;Mach异常在host层被转换为相应的Unix Signal; 在OC层如果有对应的NSException(OC异常),就转换成OC异常,OC异常可以在OC层得到处理;如果OC异常一直得不到处理,程序会强行发送SIGABRT信号中断程序。在OC层如果没有对应的NSException,就只能让Unix标准的signal机制来处理了。
5) 在捕获Crash事件时,优选Mach异常。因为Mach异常处理会先于Unix信号处理发生,如果Mach异常的handler让程序exit了,那么Unix信号就永远不会到达这个进程了。而转换Unix信号是为了兼容更为流行的POSIX标准(SUS规范),这样就不必了解Mach内核也可以通过Unix信号的方式来兼容开发。
6) 在方案实现时,通过捕获Mach异常+Unix信号组合方式来捕获Crash事件。在选择具体方案时,可以选择PLCrashReporter这样优秀的开源项目,也可以选择友盟、Bugly 这类完善的Crash上报和统计的产品(试项目需求而定)。
3、捕获Crash
NSException是OC层的异常。 在OC中虽然可以通过try catch捕获NSException,阻止其继续往外抛而导致Crash,但是苹果不建议这么做。不使用try catch,就意味着放弃捕获OC层的异常。最后只能注册NSSetUncaughtExceptionHandler这个函数来捕获,记录异常信息,帮助解决问题。
1) OC层中未被捕获的异常,通过注册NSUncaughtExceptionHandler捕获异常信息
//注册异常处理函数
NSSetUncaughtExceptionHandler(&uncaught_exception_handler);
//异常处理函数
static void uncaught_exception_handler (NSException *exception) {
//可以取到 NSException 信息
//...
abort();
}
2) OC中层不能转换的Mach异常,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。
//注册处理SIGSEGV信号
signal(SIGSEGV,handleSignal);
// 注册处理其他信号 ....
//信号处理函数
static void handleSignal( int sig ) {
}
二、Crash日志组成
上部分介绍了Crash的捕获,这部分来看看Crash日志的组成。
1、日志内容Demo#####
日志主要分为六个部分:进程信息、基本信息、异常信息、线程回溯、线程状态和二进制映像。下面是从某APP具体的Crash日志抽出的主要信息,展示如下:
//1、进程信息
Hardware Model: iPhone9,2
Process: AppName [3580]
Path: /var/containers/Bundle/Application/C7B90C8A-E269-4413-A011-552971D1ED39/AppName.app
Identifier: xxxx.xxx.xxxx.xxx
Version: xx.xx
Code Type: ARM-64 (Native)
Parent Process: [1]
//2、基本信息
Date/Time: 2017-05-22 03:05:06.743 +0800
OS Version: iPhone OS 10.2.1 (14D27)
//3、异常信息
Exception Type: NSInvalidArgumentException(SIGABRT)
Exception Codes: -[NSNull integerValue]: unrecognized selector sent to instance 0x1a9d88ef8 at 0x00000001835c7014
Crashed Thread: 0
//4、线程回溯 (展示发生Crash线程的回溯信息,其他略)
Thread 0 Crashed:
0 libsystem_kernel.dylib 0x00000001835c7014 __pthread_kill + 4
1 libsystem_c.dylib 0x000000018353b400 abort + 140
2 AppName 0x0000000100a26704 0x0000000100028000 + 10479360
3 CoreFoundation 0x00000001845f9538 ___handleUncaughtException + 644
2 CoreFoundation 0x0000000184600268 ___methodDescriptionForSelector
3 CoreFoundation 0x00000001845fd270 ____forwarding___ + 916
4 CoreFoundation 0x00000001844f680c _CF_forwarding_prep_0 + 80
5 AppName 0x0000000100205280 0x0000000100028000 + 1954432
6 AppName 0x00000001002ae59c 0x0000000100028000 + 2647440
7 AppName 0x0000000100482944 0x0000000100028000 + 4565312
16 CoreFoundation 0x00000001845a6810 ___CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__ + 12
+ 12
17 CoreFoundation 0x00000001845a43fc ___CFRunLoopRun + 1660
18 CoreFoundation 0x00000001844d22b8 CFRunLoopRunSpecific + 436
//5、进程状态(展示部分)
Thread 0 crashed with ARM 64 Thread State:
x0: 000000000000000000 x1: 000000000000000000 x2: 000000000000000000 x3: 0xffffffffffffffff
x4: 0x0000000000000010 x5: 0x0000000000000020 x6: 000000000000000000 x7: 000000000000000000
x8: 0x0000000008000000 x9: 0x0000000004000000 x10: 000000000000000000 x11: 0x00000001ac336c83
x12: 0x00000001ac336c83 x13: 0x0000000000000018 x14: 0x0000000000000001 x15: 0x0000000000000881
x16: 0x0000000000000148 x17: 000000000000000000 x18: 000000000000000000 x19: 0x0000000000000006
//6、二进制映像 (展示部分)
Binary Images:
0x100028000 - 0x1011dbfff +AppName arm64 <ff7a4009322b386ea3e8e9a3fde05be4> /var/containers/Bundle/Application/C7B90C8A-E269-4413-A011-552971D1ED39/AppName.app/AppName
0x18368a000 - 0x183693fff libsystem_pthread.dylib arm64 <258dc0c51499393bba7ba3e83dc5bfbb> /usr/lib/system/libsystem_pthread.dylib
0x1835a8000 - 0x1835ccfff libsystem_kernel.dylib arm64 <1baa3f5629c43467879d4cf463a20b06> /usr/lib/system/libsystem_kernel.dylib
0x1834b1000 - 0x1834b5fff libdyld.dylib arm64 <db54f120486a3710a684ce8bb1cb9d71> /usr/lib/system/libdyld.dylib
0x1834d8000 - 0x183556fff libsystem_c.dylib arm64 <8a5a190d70563f3c8d4ce16cab74f599> /usr/lib/system/libsystem_c.dylib
0x183481000 - 0x1834b0fff libdispatch.dylib arm64 <fb1d0baf642337d1bea0af309586df97> /usr/lib/system/libdispatch.dylib
0x183028000 - 0x183401fff libobjc.A.dylib arm64 <538f809dcd7c35ceb59d99802248f045> /usr/lib/libobjc.A.dylib
2、日志内容组成分析#####
整个日志内容中,直接和Crash信息相关,最能帮助开发者定位问题部分是: 异常信息 和 线程回溯部分的内容。
1) 进程信息:发生Crash闪退进程的相关信息
Hardware Model : 标识设备类型。 如果很多崩溃日志都是来自相同的设备类型,说明应用只在某特定类型的设备上有问题。上面的日志里,崩溃日志产生的设备是iPhone 7 Plus (iPhone 7 Plus 也是2个版本 iPhone9,2 和 iPhone9,4. 硬件代号为 D11AP 和 D111AP. 型号有: A1661, A1784, A1785 和 A1786. )
Process 是应用名称。中括号里面的数字是闪退时应用的进程ID。
2) 基本信息:给出了一些基本信息,包括闪退发生的日期和时间,设备的iOS版本。
3) 异常信息:闪退发生时抛出的异常类型。还能看到异常编码和抛出异常的线程。
//以上面内容中的异常信息为例:
Exception Type: NSInvalidArgumentException(SIGABRT)
Exception Codes: -[NSNull integerValue]: unrecognized selector sent to instance 0x1a9d88ef8 at 0x00000001835c7014
Crashed Thread: 0
- Exception Type异常类型:通常包含1.7中的Signal信号和EXC_BAD_ACCESS,NSRangeException等。
- Exception Codes:异常编码:
- Crashed Thread:发生Crash的线程id
4) 线程回溯:回溯是闪退发生时所有活动帧清单。它包含闪退发生时调用函数的清单。
5) 线程状态:闪退时寄存器中的值。一般不需要这部分的信息,因为回溯部分的信息已经足够让你找出问题所在。
6) 二进制映像:闪退时已经加载的二进制文件。
三、异常信息解读####
1、Exception Type(异常类型)#####
- Exception Type:通常包含Signal信号 和 EXC_BAD_ACCESS,NSRangeException等。
|异常类型 | 可能的原因| 调试方法|
|--|--|
| EXC_CRASH | unrecognized selector | All Exception Point |
| EXC_BAD_ACCESS| 内存访问错误 | NSZombie|
| SIGSEGV | 引用了released对象 / 引用未init的对象 / 数组越界/ 试图往没有写权限的内存地址写数据 |NSZombie|
| SIGABRT| 逻辑错误导致的Crash,比如尝试多次释放同一个没存| 逻辑检查 |
| SIGPIPE | TCP突然断开,再发送数据| 添加signal(SIGPIPE,XX)|
具体信号说明参见iOS异常捕获
2、Exception Code(异常编码)#####
Exception Code:以一些文字开头,紧接着是一个或多个十六进制值。这些数值说明了Crash发生的本质。
从Exception Code中,可以区分出Crash是因为程序错误、非法内存访问还是其他原因。常见的异常编码如下表:
异常编码 | 描述 |
---|---|
0x8badf00d | ate bad food ,表示应用是因为发生watchdog超时而被iOS终止的。通常是应用花费太多时间而无法启动、终止或响应用系统事件。 |
0xdeadfa11 | dead fall,用户强制退出。 |
0xbaaaaaad | 用户按住Home键和音量键,获取当前内存状态,不代表崩溃。 |
0xbad22222 | VoIP 应用因为过于频繁重启而被终止 |
0xc00010ff | cool off,因为太烫了被干掉 |
0xdead10cc | dead lock,表明应用因为在后台运行时占用系统资源(如通讯录数据库) |
0xbbadbeef | bad beef,发生致命错误 |
说明1:详细的异常编码代表的含义请参考:Hexspeak
说明2:在后台任务列表中关闭已挂起的应用不会产生崩溃日志。 因为应用一旦被挂起,它何时被终止都是合理的。所以不会产生崩溃日志。
四、Crash日志符号化
1、概述#####
线程回溯部分内容如下:
5 AppName 0x0000000100205280 0x0000000100028000 + 1954432
6 AppName 0x00000001002ae59c 0x0000000100028000 + 2647440
这两条记录包括四列:(以第一条记录为例子)
- 帧编号—— 5(数字越小,发生时间越晚,发生顺序越往后,越好锁定问题的范围)
- 二进制库的名称 ——此处是 AppName.
- 调用方法的地址 ——此处是 0x0000000100205280.
- 第四列分为两个子列,一个基本地址和一个偏移量。此处是 x0000000100028000 + 1954432, 第一个数字指向文件,第二个数字指向文件中的代码行。
说明1:线程回溯部分并不是我们习惯使用方法名和行数,而是十六进制地址。所以我们在分析Crash前需要将这些十六进制地址转化成方法名称和行数,改过程被称为符号化。
说明2:符号化Crash日志需要获取对应的应用二进制文件以及生成二进制文件时产生的 .dSYM 文件(符号表)。必需完全匹配才行。否则,日志将无法被完全符号化。
说明3: Xcode编译项目后,会得到同名的 dSYM 文件(符号表),dSYM 文件(符号表)是保存 16 进制函数地址映射信息的中转文件,我们调试的 symbols 都会包含在这个文件中,并且每次编译项目的时候都会生成一个新的 dSYM 文件,位于 /Users/<用户名>/Library/Developer/Xcode/Archives 目录下,对于每一个发布版本我们都很有必要保存对应的 Archives 文件。
说明4:符号化可以使用Xcode的两种命令 symbolicatecrash命令 + ** atos命令 **
2、symbolicatecrash命令#####
1)首选找到symbolicatecrash命令的位置
find /Applications -name symbolicatecrash -type f
//我的本机命令的位置:/Applications/Xcode.app/Contents/SharedFrameworks/DVTFoundation.framework/Versions/A/Resources/symbolicatecrash
2)找到线上版本对应的xcarchive文件。从中找到.dSYM和.app文件
xcarchive所在的路径一般在: /Users/<用户名>/Library/Developer/Xcode/Archives 目录下
3)获取crash日志文件
线上App的Crash日志经由Crash日志收集服务获得(主要来源)。
也可以从真机上获取Crash日志文件。点击Window -> Devices,选择你自己的机器,然后点击View Device Logs,右键可以导出Crash文件。
获取的这些日志文件都需要符号化处理。
4)将symbolicatecrash、.dSYM、.app、crash.crash拷贝到桌面下同一个文件夹下
5)检查 xx.app 和 xx.app.dSYM 文件以及crash 文件这三种的 UUID是否一致。
-
查看 xx.app 文件的 UUID,terminal 中输入命令 :
dwarfdump --uuid xx.app/xx (xx代表你的项目名)
-
查看 xx.app.dSYM 文件的 UUID ,在 terminal 中输入命令:
dwarfdump --uuid xx.app.dSYM
查看crash 日志中的Incident Identifier (crash 文件的 UUID)
6)使用命令,生成“可定位问题的crash文件”
//symbolreportXXX.crash就是符号化后的文件
./symbolicatecrash crashXXX.crash appName.app.dSYM > symbolreportXXX.crash
7) 根据符号化后的线程回溯信息,可以帮助定位出问题的代码行。
说明:如果执行symbolicatecrash命令出现 Error: "DEVELOPER_DIR" is not defined at ./symbolicatecrash...这样的错误,可以在执行命令前,输入export DEVELOPER_DIR="/Applications/XCode.app/Contents/Developer"
3、atos命令#####
在符号化时候,还可以使用atos命令。发现armv7处理器上的crash使用symbolicatecrash无法符号化。
1)将.dSYM、.app、crash.crash放到同一个文件夹下。
2) 知道crash文件的UUID:执行grep "AppName arm" *crash,得到结果
crash1.crash:0x100040000 - 0x100e23fff +AppName arm64 <ba0e190dcd1b37349e1362be7e9b7e62> /var/containers/Bundle/Application/55A4D641-847F-4D24-86E1-129B28461858/AppName.app/AppName
crash2.crash:0x100060000 - 0x100e43fff +AppName arm64 <ba0e190dcd1b37349e1362be7e9b7e62> /var/containers/Bundle/Application/3229ED68-8D19-406D-A3F5-EC0310C9DB7C/QAppName.app/AppName
crash3.crash: 0x5000 - 0xce8fff +AppName armv7 <7d62327effef37d384658020625a9944> /var/containers/Bundle/Application/C6BE271D-2EAC-42C0-8E72-4523F88C76B2/AppName.app/AppName
其中0x100040000、0x100060000、0x5000是加载地址(loadingAddress), 而arm64、armv7 是 architecture 的值(architectureValue),这两个值后面都要用。
3)然后执行atos命令,输入成功,进入待输入状态
xcrun atos -o appName.app.dSYM/Contents/Resources/DWARF/appName -l loadingAddress -arch architectureValue
4) 此时输入App对应的Crash地址,得到发生crash的信息。
实例1:
grep "AppName arm" *crash
xcrun atos -o AppName.app.dSYM/Contents/Resources/DWARF/AppName -l 0x100040000 -arch arm64
实例2:
grep "AppName arm" *crash
xcrun atos -o AppName.app.dSYM/Contents/Resources/DWARF/AppName -l 0x5000 -arch armv7
五、常见的Crash####
有一些Crash比较常见,下面罗列出5种常见的Crash。
1、数组操作
- 场景1:取数据索引越界。一般发生在UITableView的使用中,因为cellForRowAtIndexPath代理方法是异步执行的,UITableView对象的dataSource一旦在加载数据过程中发生变化,极有可能发生数组越界的异常。在多线程场景下,列表界面的数据有可能经常变化,很可能发生;当列表界面数据不怎么变化的时候,几乎感知不到这种异常的存在。
解决办法:从数组中取数据前,校验索引是否正确。
@implementation NSMutableArray (Safe)
- (id)safeObjectAtIndex:(NSUInteger)index{
if (index < self.count){
return [self objectAtIndex:index];
}else{
NSLog(@"警告:数组越界!!!");
}
return nil;
}
@end
- 场景2:数组添加数据对象时nil
解决办法:添加对象到数组前,判断是否是nil
说明:数组的删除等操作处理类似,数组操作前要进行数据校验。
2、多线程下的Crash#####
一般多线程发生的Crash,会收到SIGSEGV信号,表明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。
场景1:子线程中更新UI
解决办法:将UI更新操作放在主线程中,可以使用performSelectorOnMainThread 或 GCD
//子线程中,使用宏将更新UI的任务派发到主队列
#define dispatch_main_sync_safe(block) \
if ([NSThread isMainThread]) { \
block(); \
} else { \
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), block); \
}
#define dispatch_async_main(block) dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), block)
-
场景2:多线程中创建单例
解决办法:使用dispatch_once,保证代码只执行一次,保证线程安全。
//以QSAccountManager单例为例 static QSAccountManager *_shareManager = nil; + (instancetype)shareManager{ static dispatch_once_t once; dispatch_once(&once, ^{ _shareManager = [[self alloc] init]; }); return _shareManager; } + (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone{ static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{ _shareManager = [super allocWithZone:zone]; }); return _shareManager; } - (nonnull id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone{ return _shareManager; }
-
场景3:多线程下非线程安全类的使用,如NSMutableArray、NSMutableDictionary
解决办法:使用派发队列或锁保证数据读写安全。具体实现详见 iOS实录12:NSMutableArray使用中忽视的问题中第一部分。
-
场景4:数据缓存到磁盘和读取。
解决办法:使用派发队列或锁保证数据读写安全。如将数据的读取和写异步放入串行同步队列,保证数据同步,线程安全。
3、WatchDog 超时造成的Crash
一般异常编码是0x8badf00d ,表示应用是因为发生watchdog超时而被iOS终止的。通常是应用花费太多时间而无法启动、终止或响应用系统事件。
-
场景1:主线程中执行耗时的操作,导致主线程被卡超过一定的时间。
解决办法:主线程中只负责UI的更新和响应,将耗时的操作采用异步的方式放到后台线程执行。耗时操作包括:网络请求,数据库读写等。
4、performSelector:withObject:afterDelay下的Crash
-
场景1:对象释放比performSelector:afterDelay要早
解决办法:在对应类的dealloc中执行cancelPreviousPerformRequestsWithTarget取消执行。
5、SIGPIPE导致的程序退出
当服务器close一个连接时,若client端接着发数据。根据TCP协议的规定,会收到一个RST响应,client再往这个服务器发送数据时,系统会发出一个SIGPIPE信号给进程,告诉进程这个连接已经断开了,不要再写了。而根据信号的默认处理规则,SIGPIPE信号的默认执行动作是terminate(终止、退出),所以client会退出。
-
场景:长连接socket或重定向管道进入后台,没有关闭
解决办法1:切换到后台时,关闭长连接和管道,回到前台再重建;
解决办法2:使用signal(SIGPIPE,SIG_IGN),将SIGPIPE交给了系统处理。这么做将SIGPIPE设为SIG_IGN,使得客户端不执行默认动作,即不退出。
End
-
参考文章
iOS异常捕获
OC开发中的异常(Exception)总结
iOS应用崩溃日志分析
漫谈 iOS Crash 收集框架
分析iOS Crash文件:符号化iOS Crash文件的3种方法
iOS中使用PLCrashReporter收集Crash 我是南华coder,一名北漂的初级iOS程序猿。iOS实(践)录系列是我的一点开发心得,希望能够抛砖引玉。