Flutter异常捕获处理

本文内容非原创, 仅用于整理记录
原文链接🔗:

前言

Java 和 OC 都是多线程模型的编程语言, 任意一个线程触发异常且没有被捕获处理时, 整个进程将会终止. 但是由于 Dart 和 Javascript 是单线程模型的编程语言, 二者运行机制相似却有区别.

通过 Dart 官方提供的一张图来了解 Dart 大致运行原理：

运行原理

Dart 在单线程中是以消息循环机制来运行的，其中包含两个任务队列:

微任务队列 microtask queue
事件队列 event queue

执行优先级: 微任务队列 > 事件队列。

在Dart 线程运行过程:
入口函数 main() 执行完后, 消息循环机制便启动了
=> 按照先进先出的顺序逐个执行微任务队列中的任务
=> 当所有微任务队列执行完后, 开始执行事件队列中的任务
=> 事件任务执行完毕后再去执行微任务, 如此循环往复。

在 Dart 中，所有的外部事件任务都在事件队列中，如 IO 、计时器、点击、以及绘制事件等，而微任务通常来源于 Dart 内部，并且微任务非常少，之所以如此，是因为微任务队列优先级高，如果微任务太多，执行时间总和就越久，事件队列任务的延迟也就越久，对于 GUI 应用来说最直观的表现就是比较卡，所以必须得保证微任务队列不会太长。值得注意的是，我们可以通过 Future.microtask(…)方法向微任务队列插入一个任务。

在事件循环中，当某个任务发生异常并没有被捕获时，程序并不会退出，而直接导致的结果是当前任务的后续代码就不会被执行了，也就是说一个任务中的异常是不会影响其它任务执行的。

Flutter 异常捕获

Dart 中可以通过 try/catch/finally 来捕获代码块异常，这个和其它变成语类似

Future main() async {
  var dir = new Directory('/tmp');
 
  try {
    var dirList = dir.list();
    await for (FileSystemEntity f in dirList) {
      if (f is File) {
        print('Found file ${f.path}');
      } else if (f is Directory) {
        print('Found dir ${f.path}');
      }
    }
  } catch (e) {
    print(e.toString());
  }
}

Flutter 框架异常捕获

Flutter 框架为我们在很多关键的方法进行了异常捕获。这里举一个例子，当我们布局发生越界或不和规范时，Flutter就会自动弹出一个错误界面，这是因为Flutter已经在执行build方法时添加了异常捕获，最终的源码如下：

@override
void performRebuild() {
 ...
  try {
    //执行build方法  
    built = build();
  } catch (e, stack) {
    // 有异常时则弹出错误提示  
    built = ErrorWidget.builder(_debugReportException('building $this', e, stack));
  } 
  ...
}

可以看到，在发生异常时，Flutter 默认的处理方式时弹一个 ErrorWidget ，但如果我们想自己捕获异常并上报到报警平台的话应该怎么做？我们进入 _debugReportException() 方法看看：

FlutterErrorDetails _debugReportException(
  String context,
  dynamic exception,
  StackTrace stack, {
  InformationCollector informationCollector
}) {
  //构建错误详情对象  
  final FlutterErrorDetails details = FlutterErrorDetails(
    exception: exception,
    stack: stack,
    library: 'widgets library',
    context: context,
    informationCollector: informationCollector,
  );
  //报告错误 
  FlutterError.reportError(details);
  return details;
}

我们发现，错误是通过 FlutterError.reportError 方法上报的，继续跟踪：

static void reportError(FlutterErrorDetails details) {
  ...
  if (onError != null)
    onError(details); //调用了onError回调
}

我们发现 onError 是 FlutterError 的一个静态属性，它有一个默认的处理方法
dumpErrorToConsole，到这里就清晰了，如果我们想自己上报异常，只需要提供一个自定义的错误处理回调即可，如：

void main() {
  FlutterError.onError = (FlutterErrorDetails details) {
    reportError(details);
  };
 ...
}

这样我们就可以处理那些 Flutter 为我们捕获的异常了，接下来我们看看如何捕获其它异常。

其它异常捕获与日志收集

在 Flutter 中，还有一些 Flutter 没有为我们捕获的异常，如调用空对象方法异常、Future 中的异常。
在Dart中，异常分两类：同步异常和异步异常，同步异常可以通过 try/catch 捕获，而异步异常则比较麻烦，如下面的代码是捕获不了 Future 的异常的：

try{
    Future.delayed(Duration(seconds: 1)).then((e) => Future.error("xxx"));
}catch (e){
    print(e)
}

Dart 中有一个 runZoned(...) 方法，可以给执行对象指定一个 Zone。Zone 表示一个代码执行的环境范围，为了方便理解，读者可以将 Zone 类比为一个代码执行沙箱，不同沙箱的之间是隔离的，沙箱可以捕获、拦截或修改一些代码行为，如 Zone 中可以捕获日志输出、Timer 创建、微任务调度的行为，同时 Zone 也可以捕获所有未处理的异常。下面我们看看 runZoned(...) 方法定义：

R runZoned<R>(R body(), {
    Map zoneValues, 
    ZoneSpecification zoneSpecification,
    Function onError,
})

zoneValues: Zone 的私有数据，可以通过实例 zone[key] 获取，可以理解为每个“沙箱”的私有数据。
zoneSpecification：Zone的一些配置，可以自定义一些代码行为，比如拦截日志输出行为等，举个例子：
下面面是拦截应用中所有调用print输出日志的行为。

main() {
runZoned(() => runApp(MyApp()), zoneSpecification: new ZoneSpecification(
    print: (Zone self, ZoneDelegate parent, Zone zone, String line) {
      parent.print(zone, "Intercepted: $line");
    }),
);
}

这样一来，APP 中所有调用 print 方法输出日志的行为都会被拦截，通过这种方式，我们也可以在应用中记录日志，等到应用触发未捕获的异常时，将异常信息和日志统一上报。ZoneSpecification还可以自定义一些其他行为，读者可以查看API文档。

onError：Zone 中未捕获异常处理回调，如果开发者提供了 onError 回调或者通过 ZoneSpecification.handleUncaughtError 指定了错误处理回调，那么这个 zone 将会变成一个 error-zone，该 error-zone 中发生未捕获异常(无论同步还是异步)时都会调用开发者提供的回调，如：

runZoned(() {
  runApp(MyApp());
}, onError: (Object obj, StackTrace stack) {
  var details=makeDetails(obj,stack);
  reportError(details);
});

这样一来，结合上面的 FlutterError.onError 我们就可以捕获我们 Flutter 应用中全部错误了！需要注意的是，error-zone内部发生的错误是不会跨越当前error-zone的边界的，如果想跨越 error-zone 边界去捕获异常，可以通过共同的“源” zone 来捕获，如：

var future = new Future.value(499);
runZoned(() {
var future2 = future.then((_) { throw "第一个错误区域中的错误"; });
runZoned(() {
    var future3 = future2.catchError((e) { print("永远不会到达"); });
}, onError: (e) { print("未使用的错误处理程序"); });
}, onError: (e) { print("捕获第一个错误区域的错误."); });

async异常与 Future 的更多信息

总结

最终的异常捕获和上报代码如下：

fvoid collectLog(String line){
    ... //收集日志
}
void reportErrorAndLog(FlutterErrorDetails details){
    ... //上报错误和日志逻辑
}

FlutterErrorDetails makeDetails(Object obj, StackTrace stack){
    ...// 构建错误信息
}

 oid main() {
  FlutterError.onError = (FlutterErrorDetails details) {
  
  if (isInDebugMode) {
      // debug模式直接打印在控制台 
      FlutterError.dumpErrorToConsole(details);
    } else {
      // 在生产模式下,重定向到 runZone 中处理
      Zone.current.handleUncaughtError(details.exception, details.stack);
    }
    reportErrorAndLog(details);
  };

  runZoned(
    () => runApp(MyApp()),
    zoneSpecification: ZoneSpecification(
      print: (Zone self, ZoneDelegate parent, Zone zone, String line) {
        collectLog(line); //手机日志
      },
    ),
    onError: (Object obj, StackTrace stack) {
      var details = makeDetails(obj, stack);
      reportErrorAndLog(details);
    },
  );
}

Flutter异常捕获处理

前言

Flutter 异常捕获

Flutter 框架异常捕获

其它异常捕获与日志收集

async异常 与 Future 的更多信息

总结

async异常与 Future 的更多信息