漫谈iOS Crash收集框架 (转载)

来源:程序媛念茜的博客 

Crash日志收集

为了能够第一时间发现程序问题,应用程序需要实现自己的崩溃日志收集服务,成熟的开源项目很多,如KSCrashplcrashreporterCrashKit等。追求方便省心,对于保密性要求不高的程序来说,也可以选择各种一条龙Crash统计产品,如CrashlyticsHockeyapp友盟Bugly等等。

是否集成越多的Crash日志收集服务就越保险?

自己收集的Crash日志和系统生成的Crash日志有分歧,应该相信谁?

为什么有大量Crash日志显示崩在main函数里,但函数栈中却没有一行自己的代码?

野指针类的Crash难定位,有何妙招来应对?

想解释清这些问题,必须从Mach异常说起

Mach异常与Unix信号

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

1

2Exception 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信号建立联系的? 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,用户态的开发者可以直接通过Mach API设置thread,task,host的异常端口,来捕获Mach异常,抓取Crash事件。

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

因此,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。既然最终以信号的方式投递到出错的线程,那么就可以通过注册signalHandler来捕获信号:

1

signal(SIGSEGV,signalHandler);

捕获Mach异常或者Unix信号都可以抓到crash事件,这两种方式哪个更好呢? 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。转换Unix信号是为了兼容更为流行的POSIX标准(SUS规范),这样不必了解Mach内核也可以通过Unix信号的方式来兼容开发。

因为硬件产生的信号(通过CPU陷阱)被Mach层捕获,然后才转换为对应的Unix信号;苹果为了统一机制,于是操作系统和用户产生的信号(通过调用kill和pthread_kill)也首先沉下来被转换为Mach异常,再转换为Unix信号。

Crash收集的实现思路

正如上述所说,可以通过捕获Mach异常、或Unix信号两种方式来抓取crash事件,于是总结起来实现方案就一共有3种。

1)Mach异常方式

2)Unix信号方式

1

signal(SIGSEGV,signalHandler);

3)Mach异常+Unix信号方式

Github上多数开源项目都采用的这种方式,即使在优选捕获Mach异常的情况下,也放弃捕获EXC_CRASH异常,而选择捕获与之对应的SIGABRT信号。著名开源项目plcrashreporter在代码注释中给出了详细的解释:

We still need to use signal handlers to catch SIGABRT in-process. The kernel sends an EXC_CRASH mach exception to denote SIGABRT termination. In that case, catching the Mach exception in-process leads to process deadlock in an uninterruptable wait. Thus, we fall back on BSD signal handlers for SIGABRT, and do not register for EXC_CRASH.

另外,需要重点说明的是:对于应用级异常NSException,还需要特殊处理。 你是否见过崩溃在main函数的crash日志,但是函数栈里面没有你的代码:

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28Thread 0 Crashed:

0       libsystem_kernel.dylib          0x3a61757c   __semwait_signal_nocancel + 0x18

1       libsystem_c.dylib               0x3a592a7c   nanosleep$NOCANCEL + 0xa0

2       libsystem_c.dylib               0x3a5adede   usleep$NOCANCEL + 0x2e

3       libsystem_c.dylib               0x3a5c7fe0abort+ 0x50

4       libc++abi.dylib                 0x398f6cd2   abort_message + 0x46

5       libc++abi.dylib                 0x3990f6e0   default_terminate_handler() + 0xf8

6       libobjc.A.dylib                 0x3a054f62   _objc_terminate() + 0xbe

7       libc++abi.dylib                 0x3990d1c4   std::__terminate(void(*)()) + 0x4c

8       libc++abi.dylib                 0x3990cd28   __cxa_rethrow + 0x60

9       libobjc.A.dylib                 0x3a054e12   objc_exception_rethrow + 0x26

10      CoreFoundation                  0x2f7d7f30   CFRunLoopRunSpecific + 0x27c

11      CoreFoundation                  0x2f7d7c9e   CFRunLoopRunInMode + 0x66

12      GraphicsServices                0x346dd65e   GSEventRunModal + 0x86

13      UIKit                           0x32124148   UIApplicationMain + 0x46c

14      XXXXXX                          0x0003b1f2   main + 0x1f2

15      libdyld.dylib                   0x3a561ab4   start + 0x0

可以看出是因为某个NSException导致程序Crash的,只有拿到这个NSException,获取它的reason,name,callStackSymbols信息才能确定出问题的程序位置。

/* NSException Class Reference */

@property(readonly, copy) NSString *name;

@property(readonly, copy) NSString *reason;

@property(readonly, copy) NSArray *callStackSymbols;

@property(readonly, copy) NSArray *callStackReturnAddresses;

方法很简单,可通过注册NSUncaughtExceptionHandler捕获异常信息:

staticvoidmy_uncaught_exception_handler (NSException *exception) {

//这里可以取到 NSException 信息

}

NSSetUncaughtExceptionHandler(&my_uncaught_exception_handler);

将拿到的NSException细节写入Crash日志,精准的定位出错程序位置:

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10Application Specific Information:

*** Terminating app due to uncaught exception'NSUnknownKeyException', reason:'[ setValue:forUndefinedKey:]: this class is not key value coding-compliant for the key key.'

Last Exception Backtrace:

0 CoreFoundation 0x2f8a3f7e     __exceptionPreprocess + 0x7e

1 libobjc.A.dylib 0x3a054cc     objc_exception_throw + 0x22

2 CoreFoundation 0x2f8a3c94     -[NSExceptionraise] + 0x4

3 Foundation 0x301e8f1e         -[NSObject(NSKeyValueCoding) setValue:forKey:] + 0xc6

4 DemoCrash 0x00085306          -[ViewController crashMethod] + 0x6e

5 DemoCrash 0x00084ecc          main + 0x1cc

6 DemoCrash 0x00084cf8          start + 0x24

那么,是不是收到了大量crash在main函数却没有NSException信息的日志,就代表自己集成的Crash日志收集服务没有注册NSUncaughtExceptionHandler呢?不一定,还有另外一种可能,就是被同时存在的其他Crash日志收集服务给坑了。

多个Crash日志收集服务共存的坑

是的,在自己的程序里集成多个Crash日志收集服务实在不是明智之举。通常情况下,第三方功能性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。

1)拒绝传递 UncaughtExceptionHandler

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)

在开发测试阶段,可以利用fishhook框架去hookNSSetUncaughtExceptionHandler方法,这样就可以清晰的看到handler的传递流程断在哪里,快速定位污染环境者。不推荐利用调试器添加符号断点来检查,原因是一些Crash收集框架在调试状态下是不工作的。

检测代码示例:

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13staticNSUncaughtExceptionHandler *g_vaildUncaughtExceptionHandler;

staticvoid(*ori_NSSetUncaughtExceptionHandler)( NSUncaughtExceptionHandler * );

voidmy_NSSetUncaughtExceptionHandler( NSUncaughtExceptionHandler * handler)

{

g_vaildUncaughtExceptionHandler = NSGetUncaughtExceptionHandler();

if(g_vaildUncaughtExceptionHandler != NULL) {

NSLog(@"UncaughtExceptionHandler=%p",g_vaildUncaughtExceptionHandler);

}

ori_NSSetUncaughtExceptionHandler(handler);

NSLog(@"%@",[NSThread callStackSymbols]);

g_vaildUncaughtExceptionHandler = NSGetUncaughtExceptionHandler();

NSLog(@"UncaughtExceptionHandler=%p",g_vaildUncaughtExceptionHandler);

}

对于越狱插件注入应用进程内部,恶意覆盖NSSetUncaughtExceptionHandler的情况,应用程序本身处理起来比较弱势,因为越狱环境下操作时序的玩法比较多权利比较大。

2)Mach异常端口换出+信号处理Handler覆盖

和NSSetUncaughtExceptionHandler的情况类似,设置过的Mach异常端口和信号处理程序也有可能被干掉,导致无法捕获Crash事件。

3)影响系统崩溃日志准确性

应用层参与收集Crash日志的服务方越多,越有可能影响iOS系统自带的Crash Reporter。由于进程内线程数组的变动,可能会导致系统日志中线程的Crashed 标签标记错位,可以搜索abort()等关键字来复查系统日志的准确性。 若程序因NSException而Crash,系统日志中的Last Exception Backtrace信息是完整准确的,不会受应用层的胡来而影响,可作为排查问题的参考线索。

ObjC野指针类的Crash

收集Crash日志这个步骤没有问题的情况下,还是有很多全系统栈的日志的情况,没有自己一行代码,分析起来十分棘手,ObjC野指针类的Crash正是如此,这里推荐几篇好文章:

如何定位Obj-C野指针随机Crash(一):先提高野指针Crash率

如何定位Obj-C野指针随机Crash(二):让非必现Crash变成必现

如何定位Obj-C野指针随机Crash(三):加点黑科技让Crash自报家门

分析objc_msgSend()处崩溃的小技巧

除此之外,在Crash日志中补充记录一些额外信息可以辅助定位,如切面标记线程出处、队列出处,记录用户操作轨迹等等……

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 206,013评论 6 481
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 88,205评论 2 382
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 152,370评论 0 342
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 55,168评论 1 278
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 64,153评论 5 371
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,954评论 1 283
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,271评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,916评论 0 259
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,382评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,877评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,989评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,624评论 4 322
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,209评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,199评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,418评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,401评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,700评论 2 345

推荐阅读更多精彩内容

  • 转载(漫谈 iOS Crash 收集框架) 前言 很早以前就和念茜认识,念茜不但技术功底扎实,而且长得很漂亮,说她...
    狂风无迹阅读 3,271评论 1 11
  • 以下为文章正文,如果觉得有用,欢迎给她打赏。 为了能够第一时间发现程序问题,应用程序需要实现自己的崩溃日志收集服务...
    赤色追风阅读 2,536评论 1 11
  • 比较好的转载:http://www.cocoachina.com/ios/20151218/14748.html转...
    liudhkk阅读 929评论 0 2
  • [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、Cras...
    南华coder阅读 9,849评论 21 116
  • 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。...
    xukuangbo_阅读 1,569评论 0 0