淺談iOS Crash(一)
一、捕獲iOS Crash
1、設置異常斷點并運行
設置異常斷點.png
說明:設置Xcode異常斷點后運行程序,發生Crash時,斷點會定位到出錯的代碼行,但僅適用于開發階段。線上APP的Crash還需要通過收集Crash機制來捕獲Crash并記錄在日志中。
2、Mach異常 和 Unix信號
- iOS Crash發生時,先產生Mach異常(最底層的內核級異常),然后Mach異常在host層被ux_exception轉換為相應的Unix信號,并通過threadsignal將信號投遞到出錯的線程。
- 在捕獲Crash事件時,優選Mach異常。因為Mach異常處理會先于Unix信號處理發生,如果Mach異常的handler讓程序exit了,那么Unix信號就永遠不會到達這個進程了。而轉換Unix信號是為了兼容更為流行的POSIX標準(SUS規范),這樣就不必了解Mach內核也可以通過Unix信號的方式來兼容開發。
- 在方案實現時,通過捕獲Mach異常+Unix信號組合方式來捕獲Crash事件。在選擇具體方案時,可以選擇PLCrashReporter這樣優秀的開源項目,也可以選擇友盟、Bugly 這類完善的Crash上報和統計的產品(試項目需求而定)。
3、捕獲Crash
并不是所有的Crash都可以捕獲到NSException,如果捕獲不到,可以使用signal機制來捕獲Crash發生時的錯誤內容。
1) 可以捕獲的NSException,通過注冊NSUncaughtExceptionHandler捕獲異常信息
- //注冊異常處理函數
- NSSetUncaughtExceptionHandler(&uncaught_exception_handler);
- //異常處理函數
- static void uncaught_exception_handler (NSException *exception) {
- //可以取到 NSException 信息
- //...
- abort();
- }
說明: 使用Objective-C的異常處理是不能得到signal的。
2) 無法捕獲的NSException,利用Unix標準的signal機制,注冊SIGABRT, SIGBUS, SIGSEGV等信號發生時的處理函數。
- //注冊處理SIGSEGV信號
- signal(SIGSEGV,handleSignal);
- // 注冊處理其他信號 ....
- //信號處理函數
- static void handleSignal( int sig ) {
- }
二、Crash日志組成
上部分介紹了Crash的捕獲,這部分來看看Crash日志的組成。
1、日志內容Demo
日志主要分為六個部分:進程信息、基本信息、異常信息、線程回溯、線程狀態和二進制映像。下面是從某APP具體的Crash日志抽出的主要信息,展示如下:
- //1、進程信息
- 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、異常信息
- Exception Type: NSInvalidArgumentException(SIGABRT)
- Exception Codes: -[NSNull integerValue]: unrecognized selector sent to instance 0x1a9d88ef8 at 0x00000001835c7014
- Crashed Thread: 0
- //4、線程回溯 (展示發生Crash線程的回溯信息,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、進程狀態(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、二進制映像 (展示部分)
- Binary Images:
- 0x100028000 - 0x1011dbfff +AppName arm64 /var/containers/Bundle/Application/C7B90C8A-E269-4413-A011-552971D1ED39/AppName.app/AppName
- 0x18368a000 - 0x183693fff libsystem_pthread.dylib arm64 /usr/lib/system/libsystem_pthread.dylib
- 0x1835a8000 - 0x1835ccfff libsystem_kernel.dylib arm64 /usr/lib/system/libsystem_kernel.dylib
- 0x1834b1000 - 0x1834b5fff libdyld.dylib arm64 /usr/lib/system/libdyld.dylib
- 0x1834d8000 - 0x183556fff libsystem_c.dylib arm64 /usr/lib/system/libsystem_c.dylib
- 0x183481000 - 0x1834b0fff libdispatch.dylib arm64 /usr/lib/system/libdispatch.dylib
- 0x183028000 - 0x183401fff libobjc.A.dylib arm64 /usr/lib/libobjc.A.dylib
2、日志內容組成分析
整個日志內容中,直接和Crash信息相關,最能幫助開發者定位問題部分是: 異常信息 和 線程回溯部分的內容。
1) 進程信息:發生Crash閃退進程的相關信息
- Hardware Model : 標識設備類型。 如果很多崩潰日志都是來自相同的設備類型,說明應用只在某特定類型的設備上有問題。上面的日志里,崩潰日志產生的設備是iPhone 7 Plus (iPhone 7 Plus 也是2個版本 iPhone9,2 和 iPhone9,4. 硬件代號為 D11AP 和 D111AP. 型號有: A1661, A1784, A1785 和 A1786. )
- Process 是應用名稱。中括號里面的數字是閃退時應用的進程ID。
2) 基本信息:給出了一些基本信息,包括閃退發生的日期和時間,設備的iOS版本。
3) 異常信息:閃退發生時拋出的異常類型。還能看到異常編碼和拋出異常的線程。
- //以上面內容中的異常信息為例:
- Exception Type: NSInvalidArgumentException(SIGABRT)
- Exception Codes: -[NSNull integerValue]: unrecognized selector sent to instance 0x1a9d88ef8 at 0x00000001835c7014
- Crashed Thread: 0
- Exception Type異常類型:通常包含1.7中的Signal信號和EXC_BAD_ACCESS,NSRangeException等。
- Exception Codes:異常編碼:
- Crashed Thread:發生Crash的線程id
4) 線程回溯:回溯是閃退發生時所有活動幀清單。它包含閃退發生時調用函數的清單。
5) 線程狀態:閃退時寄存器中的值。一般不需要這部分的信息,因為回溯部分的信息已經足夠讓你找出問題所在。
6) 二進制映像:閃退時已經加載的二進制文件。
三、異常信息解讀
1、Exception Type(異常類型)
- Exception Type:通常包含Signal信號 和 EXC_BAD_ACCESS,NSRangeException等。
異常類型 | 可能的原因 | 調試方法 |
---|---|---|
EXC_CRASH | unrecognized selector | All Exception Point |
EXC_BAD_ACCESS | 內存訪問錯誤 | NSZombie |
SIGSEGV | 引用了released對象 / 引用未init的對象 / 數組越界/ 試圖往沒有寫權限的內存地址寫數據 | NSZombie |
SIGABRT | 邏輯錯誤導致的Crash,比如嘗試多次釋放同一個沒存 | 邏輯檢查 |
SIGPIPE | TCP突然斷開,再發送數據 | 添加signal(SIGPIPE,XX) |
具體信號說明參見iOS異常捕獲(http://www.iosxxx.com/blog/2015-08-29-iosyi-chang-bu-huo.html)
2、Exception Code(異常編碼)
- Exception Code:以一些文字開頭,緊接著是一個或多個十六進制值。這些數值說明了Crash發生的本質。
- 從Exception Code中,可以區分出Crash是因為程序錯誤、非法內存訪問還是其他原因。常見的異常編碼如下表:
異常編碼 | 描述 |
---|---|
0x8badf00d | ate bad food ,表示應用是因為發生watchdog超時而被iOS終止的。通常是應用花費太多時間而無法啟動、終止或響應用系統事件。 |
0xdeadfa11 | dead fall,用戶強制退出。 |
0xbaaaaaad | 用戶按住Home鍵和音量鍵,獲取當前內存狀態,不代表崩潰。 |
0xbad22222 | VoIP 應用因為過于頻繁重啟而被終止 |
0xc00010ff | cool off,因為太燙了被干掉 |
0xdead10cc | dead lock,表明應用因為在后臺運行時占用系統資源(如通訊錄數據庫) |
0xbbadbeef | bad beef,發生致命錯誤 |
說明1:詳細的異常編碼代表的含義請參考:Hexspeak
說明2:在后臺任務列表中關閉已掛起的應用不會產生崩潰日志。 因為應用一旦被掛起,它何時被終止都是合理的。所以不會產生崩潰日志。
四、Crash日志符號化
1、概述
線程回溯部分內容如下:
- 5 AppName 0x0000000100205280 0x0000000100028000 + 1954432
- 6 AppName 0x00000001002ae59c 0x0000000100028000 + 2647440
這兩條記錄包括四列:(以第一條記錄為例子)
- 幀編號—— 5(數字越小,發生時間越晚,發生順序越往后,越好鎖定問題的范圍)
- 二進制庫的名稱 ——此處是 AppName.
- 調用方法的地址 ——此處是 0x0000000100205280.
- 第四列分為兩個子列,一個基本地址和一個偏移量。此處是 x0000000100028000 + 1954432, 第一個數字指向文件,第二個數字指向文件中的代碼行。
說明1:線程回溯部分并不是我們習慣使用方法名和行數,而是十六進制地址。所以我們在分析Crash前需要將這些十六進制地址轉化成方法名稱和行數,改過程被稱為符號化。
說明2:符號化Crash日志需要獲取對應的應用二進制文件以及生成二進制文件時產生的 .dSYM 文件(符號表)。必需完全匹配才行。否則,日志將無法被完全符號化。
說明3: Xcode編譯項目后,會得到同名的 dSYM 文件(符號表),dSYM 文件(符號表)是保存 16 進制函數地址映射信息的中轉文件,我們調試的 symbols 都會包含在這個文件中,并且每次編譯項目的時候都會生成一個新的 dSYM 文件,位于 /Users//Library/Developer/Xcode/Archives 目錄下,對于每一個發布版本我們都很有必要保存對應的 Archives 文件。
說明4:符號化可以使用Xcode的兩種命令 symbolicatecrash命令 + atos命令
2、symbolicatecrash命令
1)首選找到symbolicatecrash命令的位置
- find /Applications -name symbolicatecrash -type f
- //我的本機命令的位置:/Applications/Xcode.app/Contents/SharedFrameworks/DVTFoundation.framework/Versions/A/Resources/symbolicatecrash
2)找到線上版本對應的xcarchive文件。從中找到.dSYM和.app文件
xcarchive所在的路徑一般在: /Users//Library/Developer/Xcode/Archives 目錄下
3)獲取crash日志文件
- 線上App的Crash日志經由Crash日志收集服務獲得(主要來源)。
- 也可以從真機上獲取Crash日志文件。點擊Window -> Devices,選擇你自己的機器,然后點擊View Device Logs,右鍵可以導出Crash文件。
- 獲取的這些日志文件都需要符號化處理。
4)將symbolicatecrash、.dSYM、.app、crash.crash拷貝到桌面下同一個文件夾下
5)檢查 xx.app 和 xx.app.dSYM 文件以及crash 文件這三種的 UUID是否一致。
查看 xx.app 文件的 UUID,terminal 中輸入命令 :
- dwarfdump --uuid xx.app/xx (xx代表你的項目名)
查看 xx.app.dSYM 文件的 UUID ,在 terminal 中輸入命令:
- 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“可定位問題的crash文件”
- //symbolreportXXX.crash就是符號化后的文件
- ./symbolicatecrash crashXXX.crash appName.app.dSYM > symbolreportXXX.crash
7) 根據符號化后的線程回溯信息,可以幫助定位出問題的代碼行。
說明:如果執行symbolicatecrash命令出現 Error: “DEVELOPER_DIR” is not defined at ./symbolicatecrash…這樣的錯誤,可以在執行命令前,輸入export DEVELOPER_DIR=”/Applications/XCode.app/Contents/Developer”
3、atos命令
在符號化時候,還可以使用atos命令。發現armv7處理器上的crash使用symbolicatecrash無法符號化。
1)將.dSYM、.app、crash.crash放到同一個文件夾下。
2) 知道crash文件的UUID:執行grep “AppName arm” *crash,得到結果
- crash1.crash:0x100040000 - 0x100e23fff +AppName arm64 /var/containers/Bundle/Application/55A4D641-847F-4D24-86E1-129B28461858/AppName.app/AppName
- crash2.crash:0x100060000 - 0x100e43fff +AppName arm64 /var/containers/Bundle/Application/3229ED68-8D19-406D-A3F5-EC0310C9DB7C/QAppName.app/AppName
- crash3.crash: 0x5000 - 0xce8fff +AppName armv7 /var/containers/Bundle/Application/C6BE271D-2EAC-42C0-8E72-4523F88C76B2/AppName.app/AppName
其中0x100040000、0x100060000、0x5000是加載地址(loadingAddress), 而arm64、armv7 是 architecture 的值(architectureValue),這兩個值后面都要用。
3)然后執行atos命令,輸入成功,進入待輸入狀態
- xcrun atos -o appName.app.dSYM/Contents/Resources/DWARF/appName -l loadingAddress -arch architectureValue
4) 此時輸入App對應的Crash地址,得到發生crash的信息。
實例1:
- grep "AppName arm" *crash
- xcrun atos -o AppName.app.dSYM/Contents/Resources/DWARF/AppName -l 0x100040000 -arch arm64
實例2:
- grep "AppName arm" *crash
- xcrun atos -o AppName.app.dSYM/Contents/Resources/DWARF/AppName -l 0x5000 -arch armv7
五、常見的Crash
有一些Crash比較常見,下面羅列出5種常見的Crash。
1、數組操作
- 場景1:取數據索引越界。一般發生在UITableView的使用中,因為cellForRowAtIndexPath代理方法是異步執行的,UITableView對象的dataSource一旦在加載數據過程中發生變化,極有可能發生數組越界的異常。在多線程場景下,列表界面的數據有可能經常變化,很可能發生;當列表界面數據不怎么變化的時候,幾乎感知不到這種異常的存在。解決辦法:從數組中取數據前,校驗索引是否正確。
- @implementation NSMutableArray (Safe)
- - (id)safeObjectAtIndex:(NSUInteger)index{
- if (index < self.count){
- return [self objectAtIndex:index];
- }else{
- NSLog(@"警告:數組越界!!!");
- }
- return nil;
- }
- @end
- 場景2:數組添加數據對象時nil解決辦法:添加對象到數組前,判斷是否是nil
說明:數組的刪除等操作處理類似,數組操作前要進行數據校驗。
2、多線程下的Crash
一般多線程發生的Crash,會收到SIGSEGV信號,表明試圖訪問未分配給自己的內存, 或試圖往沒有寫權限的內存地址寫數據。
- 場景1:子線程中更新UI
解決辦法:將UI更新操作放在主線程中,可以使用performSelectorOnMainThread 或 GCD
- //子線程中,使用宏將更新UI的任務派發到主隊列
- #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)
- 場景2:多線程中創建單例解決辦法:使用dispatch_once,保證代碼只執行一次,保證線程安全。
- //以QSAccountManager單例為例
- 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;
- }
- 場景3:多線程下非線程安全類的使用,如NSMutableArray、NSMutableDictionary解決辦法:使用派發隊列或鎖保證數據讀寫安全。具體實現詳見 iOS實錄12:NSMutableArray使用中忽視的問題中第一部分。
- 場景4:數據緩存到磁盤和讀取。解決辦法:使用派發隊列或鎖保證數據讀寫安全。如將數據的讀取和寫異步放入串行同步隊列,保證數據同步,線程安全。
3、WatchDog 超時造成的Crash
- 一般異常編碼是0x8badf00d ,表示應用是因為發生watchdog超時而被iOS終止的。通常是應用花費太多時間而無法啟動、終止或響應用系統事件。
- 場景1:主線程中執行耗時的操作,導致主線程被卡超過一定的時間。解決辦法:主線程中只負責UI的更新和響應,將耗時的操作采用異步的方式放到后臺線程執行。耗時操作包括:網絡請求,數據庫讀寫等。
4、performSelector:withObject:afterDelay下的Crash
- 場景1:對象釋放比performSelector:afterDelay要早解決辦法:在對應類的dealloc中執行cancelPreviousPerformRequestsWithTarget取消執行。
5、SIGPIPE導致的程序退出
- 當服務器close一個連接時,若client端接著發數據。根據TCP協議的規定,會收到一個RST響應,client再往這個服務器發送數據時,系統會發出一個SIGPIPE信號給進程,告訴進程這個連接已經斷開了,不要再寫了。而根據信號的默認處理規則,SIGPIPE信號的默認執行動作是terminate(終止、退出),所以client會退出。
- 場景:長連接socket或重定向管道進入后臺,沒有關閉解決辦法1:切換到后臺時,關閉長連接和管道,回到前臺再重建;解決辦法2:使用signal(SIGPIPE,SIG_IGN),將SIGPIPE交給了系統處理。這么做將SIGPIPE設為SIG_IGN,使得客戶端不執行默認動作,即不退出。