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移动端

iOS:如何捕获异常?

对于未捕获的Objective-C异常,我们是有办法将它记录下来的,如果日志记录得当,能够解决绝大部分崩溃的问题。本文对于UI线程与后台线程分别进行说明。

作者:佚名来源:iOS大全|2017-03-21 16:34

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文章目录

一. 系统Crash

二. 处理signal

  • 下面是一些信号说明
  • 关键点注意

三. 实战

四. Crash Callstack分析 – 进⼀一步分析

五. demo地址

六. 参考文献

前言

今天在ios高级群,有朋友问到iOS的异常捕捉的问题,这一块以前也没有研究过,趁此机会研究了一把。并写了一个demo,如有需要可以在文章最下面去下载。

在阅读文章之前,建议大家在阅读完此篇文章后可以阅读漫谈iOS Crash收集框架,了解一下原理。

开发iOS应用,解决Crash问题始终是一个难题。Crash分为两种,一种是由EXC_BAD_ACCESS引起的,原因是访问了不属于本进程的内存地址,有可能是访问已被释放的内存;另一种是未被捕获的Objective-C异常(NSException),导致程序向自身发送了SIGABRT信号而崩溃。其实对于未捕获的Objective-C异常,我们是有办法将它记录下来的,如果日志记录得当,能够解决绝大部分崩溃的问题。这里对于UI线程与后台线程分别说明

一. 系统Crash

对于系统Crash而引起的程序异常退出,可以通过UncaughtExceptionHandler机制捕获;也就是说在程序中catch以外的内容,被系统自带的错误处理而捕获。我们要做的就是用自定义的函数替代该ExceptionHandler即可。

二. 处理signal

使用Objective-C的异常处理是不能得到signal的,如果要处理它,我们还要利用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。

下面是一些信号说明

1) SIGHUP

本信号在用户终端连接(正常或非正常)结束时发出, 通常是在终端的控制进程结束时, 通知同一session内的各个作业, 这时它们与控制终端不再关联。

登录Linux时,系统会分配给登录用户一个终端(Session)。在这个终端运行的所有程序,包括前台进程组和后台进程组,一般都属于这个 Session。当用户退出Linux登录时,前台进程组和后台有对终端输出的进程将会收到SIGHUP信号。这个信号的默认操作为终止进程,因此前台进 程组和后台有终端输出的进程就会中止。不过可以捕获这个信号,比如wget能捕获SIGHUP信号,并忽略它,这样就算退出了Linux登录, wget也 能继续下载。

此外,对于与终端脱离关系的守护进程,这个信号用于通知它重新读取配置文件。

2) SIGINT

程序终止(interrupt)信号, 在用户键入INTR字符(通常是Ctrl-C)时发出,用于通知前台进程组终止进程。

3) SIGQUIT

和SIGINT类似, 但由QUIT字符(通常是Ctrl-)来控制. 进程在因收到SIGQUIT退出时会产生core文件, 在这个意义上类似于一个程序错误信号。

4) SIGILL

执行了非法指令. 通常是因为可执行文件本身出现错误, 或者试图执行数据段. 堆栈溢出时也有可能产生这个信号。

5) SIGTRAP

由断点指令或其它trap指令产生. 由debugger使用。

6) SIGABRT

调用abort函数生成的信号。

7) 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)。

8) SIGFPE

在发生致命的算术运算错误时发出. 不仅包括浮点运算错误, 还包括溢出及除数为0等其它所有的算术的错误。

9) SIGKILL

用来立即结束程序的运行. 本信号不能被阻塞、处理和忽略。如果管理员发现某个进程终止不了,可尝试发送这个信号。

10) SIGUSR1

留给用户使用

11) 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.

12) SIGUSR2

留给用户使用

13) SIGPIPE

管道破裂。这个信号通常在进程间通信产生,比如采用FIFO(管道)通信的两个进程,读管道没打开或者意外终止就往管道写,写进程会收到SIGPIPE信号。此外用Socket通信的两个进程,写进程在写Socket的时候,读进程已经终止。

14) SIGALRM

时钟定时信号, 计算的是实际的时间或时钟时间. alarm函数使用该信号.

15) SIGTERM

程序结束(terminate)信号, 与SIGKILL不同的是该信号可以被阻塞和处理。通常用来要求程序自己正常退出,shell命令kill缺省产生这个信号。如果进程终止不了,我们才会尝试SIGKILL。

17) SIGCHLD

子进程结束时, 父进程会收到这个信号。

如果父进程没有处理这个信号,也没有等待(wait)子进程,子进程虽然终止,但是还会在内核进程表中占有表项,这时的子进程称为僵尸进程。这种情 况我们应该避免(父进程或者忽略SIGCHILD信号,或者捕捉它,或者wait它派生的子进程,或者父进程先终止,这时子进程的终止自动由init进程 来接管)。

18) SIGCONT

让一个停止(stopped)的进程继续执行. 本信号不能被阻塞. 可以用一个handler来让程序在由stopped状态变为继续执行时完成特定的工作. 例如, 重新显示提示符

19) SIGSTOP

停止(stopped)进程的执行. 注意它和terminate以及interrupt的区别:该进程还未结束, 只是暂停执行. 本信号不能被阻塞, 处理或忽略.

20) SIGTSTP

停止进程的运行, 但该信号可以被处理和忽略. 用户键入SUSP字符时(通常是Ctrl-Z)发出这个信号

21) SIGTTIN

当后台作业要从用户终端读数据时, 该作业中的所有进程会收到SIGTTIN信号. 缺省时这些进程会停止执行.

22) SIGTTOU

类似于SIGTTIN, 但在写终端(或修改终端模式)时收到.

23) SIGURG

有”紧急”数据或out-of-band数据到达socket时产生.

24) SIGXCPU

超过CPU时间资源限制. 这个限制可以由getrlimit/setrlimit来读取/改变。

25) SIGXFSZ

当进程企图扩大文件以至于超过文件大小资源限制。

26) SIGVTALRM

虚拟时钟信号. 类似于SIGALRM, 但是计算的是该进程占用的CPU时间.

27) SIGPROF

类似于SIGALRM/SIGVTALRM, 但包括该进程用的CPU时间以及系统调用的时间.

28) SIGWINCH

窗口大小改变时发出.

29) SIGIO

文件描述符准备就绪, 可以开始进行输入/输出操作.

30) SIGPWR

Power failure

31) SIGSYS

非法的系统调用。

关键点注意

  • 在以上列出的信号中,程序不可捕获、阻塞或忽略的信号有:SIGKILL,SIGSTOP
  • 不能恢复至默认动作的信号有:SIGILL,SIGTRAP
  • 默认会导致进程流产的信号有:SIGABRT,SIGBUS,SIGFPE,SIGILL,SIGIOT,SIGQUIT,SIGSEGV,SIGTRAP,SIGXCPU,SIGXFSZ
  • 默认会导致进程退出的信号有:
  • SIGALRM,SIGHUP,SIGINT,SIGKILL,SIGPIPE,SIGPOLL,SIGPROF,SIGSYS,SIGTERM,SIGUSR1,SIGUSR2,SIGVTALRM
  • 默认会导致进程停止的信号有:SIGSTOP,SIGTSTP,SIGTTIN,SIGTTOU
  • 默认进程忽略的信号有:SIGCHLD,SIGPWR,SIGURG,SIGWINCH
  • 此外,SIGIO在SVR4是退出,在4.3BSD中是忽略;SIGCONT在进程挂起时是继续,否则是忽略,不能被阻塞。

三. 实战

1.AppDelegate.m中

  1. - (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions { 
  2.  
  3. // Override point for customization after application launch. 
  4.  
  5.      
  6.  
  7. InstallSignalHandler();//信号量截断 
  8.  
  9. InstallUncaughtExceptionHandler();//系统异常捕获 
  10.  
  11.      
  12.  
  13. return YES; 
  14.  
  15.  

2.SignalHandler.m的实现

  1. void SignalExceptionHandler(int signal) 
  2.  
  3.  
  4.     NSMutableString *mstr = [[NSMutableString alloc] init]; 
  5.  
  6.     [mstr appendString:@"Stack:\n"]; 
  7.  
  8.     void* callstack[128]; 
  9.  
  10.     int i, frames = backtrace(callstack, 128); 
  11.  
  12.     char** strs = backtrace_symbols(callstack, frames); 
  13.  
  14.     for (i = 0; i 
  15.  
  16.         [mstr appendFormat:@"%s\n", strs[i]]; 
  17.  
  18.     } 
  19.  
  20.     [SignalHandler saveCreash:mstr]; 
  21.  
  22.   
  23.  
  24.  
  25.   
  26.  
  27. void InstallSignalHandler(void) 
  28.  
  29.  
  30.     signal(SIGHUP, SignalExceptionHandler); 
  31.  
  32.     signal(SIGINT, SignalExceptionHandler); 
  33.  
  34.     signal(SIGQUIT, SignalExceptionHandler); 
  35.  
  36.      
  37.  
  38.     signal(SIGABRT, SignalExceptionHandler); 
  39.  
  40.     signal(SIGILL, SignalExceptionHandler); 
  41.  
  42.     signal(SIGSEGV, SignalExceptionHandler); 
  43.  
  44.     signal(SIGFPE, SignalExceptionHandler); 
  45.  
  46.     signal(SIGBUS, SignalExceptionHandler); 
  47.  
  48.     signal(SIGPIPE, SignalExceptionHandler); 
  49.  
  50.  

有关错误类型可以看上面的说明,SignalExceptionHandler是信号出错时候的回调。当有信号出错的时候,可以回调到这个方法

3.UncaughtExceptionHandler.m的实现

  1. void HandleException(NSException *exception) 
  2.  
  3.  
  4.     // 异常的堆栈信息 
  5.  
  6.     NSArray *stackArray = [exception callStackSymbols]; 
  7.  
  8.     // 出现异常的原因 
  9.  
  10.     NSString *reason = [exception reason]; 
  11.  
  12.     // 异常名称 
  13.  
  14.     NSString *name = [exception name]; 
  15.  
  16.     NSString *exceptionInfo = [NSString stringWithFormat:@"Exception reason:%@\nException name:%@\nException stack:%@",name, reason, stackArray]; 
  17.  
  18.     NSLog(@"%@", exceptionInfo); 
  19.  
  20.     [UncaughtExceptionHandler saveCreash:exceptionInfo]; 
  21.  
  22.  
  23.   
  24.  
  25. void InstallUncaughtExceptionHandler(void) 
  26.  
  27.  
  28.     NSSetUncaughtExceptionHandler(&HandleException); 
  29.  
  30.  

4.测试–踩坑关键

这里最关键的一步,SignalHandler不要在debug环境下测试。因为系统的debug会优先去拦截。我们要运行一次后,关闭debug状态。应该直接在模拟器上点击我们build上去的app去运行。而UncaughtExceptionHandler可以在调试状态下捕捉

  1. - (IBAction)buttonClick:(UIButton *)sender { 
  2.  
  3. //1.信号量 
  4.  
  5.     Test *pTest = {1,2}; 
  6.  
  7.     free(pTest);//导致SIGABRT的错误,因为内存中根本就没有这个空间,哪来的free,就在栈中的对象而已 
  8.  
  9.     pTest->a = 5; 
  10.  
  11.  
  12. - (IBAction)buttonOCException:(UIButton *)sender 
  13.  
  14.  
  15.     //2.ios崩溃 
  16.  
  17.     NSArray *array= @[@"tom",@"xxx",@"ooo"]; 
  18.  
  19.     [array objectAtIndex:5]; 
  20.  
  21.  

 

四. Crash Callstack分析 – 进一步分析

属性 说明  
0x8badf00d 在启动、终⽌止应⽤用或响应系统事件花费过⻓长时间,意为“ate bad food”。  
0xdeadfa11 ⽤用户强制退出,意为“dead fall”。(系统⽆无响应时,⽤用户按电源开关和HOME)  
0xbaaaaaad ⽤用户按住Home键和⾳音量键,获取当前内存状态,不代表崩溃  
0xbad22222 VoIP应⽤用因为恢复得太频繁导致crash  
0xc00010ff 因为太烫了被干掉,意为“cool off”  
0xdead10cc 因为在后台时仍然占据系统资源(⽐比如通讯录)被干掉,意为“dead lock”  

五. demo地址

iOSCrashUncaught下载

https://github.com/xcysuccess/iOSCrashUncaught

六. 参考文献

1.程序crash后的调试技巧

2.iOS开发socket程序被SIGPIPE信号Terminate的问题

3.美女念茜

4.如何定位Obj-C野指针随机Crash(一):先提高野指针Crash率

5.如何定位Obj-C野指针随机Crash(二):让非必现Crash变成必现

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

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【责任编辑:枯木 TEL:(010)68476606】

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