iOS Crash不崩溃

用户在使用App的过程中，经常遇到闪退的情况，体验不太好，本文尝试探索引发闪退的原因，以及在遇到crash的情况下，尽可能的保持程序运行，并及时上报错误。

一、crash类型

1.OC层面的crash

1.1 普通类型

NSInvalidArgumentException：非法参数异常，传入非法参数导致异常，nil参数比较常见。
NSRangeException：下标越界导致的异常。
NSGenericException： foreach的循环当中修改元素导致的异常。

1.2 KVO

KVO Crash常见原因：

移除未注册的观察者
重复移除观察者
添加了观察者但是没有实现-observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法
添加移除keypath=nil
添加移除observer=nil

1.3 unrecognized selector sent to instance

对象接收到未知的消息,即下图中消息未能处理的情况。

2.Signal层面的crash

除了OC层面的异常捕获之外，很多内存错误、访问错误的地址产生的crash则需要利用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。

SIGKILL:用来立即结束程序的运行的信号。
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。
SIGABRT:调用abort函数生成的信号。
SIGTRAP:由断点指令或其它trap指令产生。
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)。

二、存在问题

程序闪退，用户体验不好

三、监听crash

1.任凭程序闪退并上报

1.1 NSSetUncaughtExceptionHandler 捕获OC层面的crash

参考文章

(1)AppDelegate中添加捕获监听

代码语言：javascript复制

- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
  NSSetUncaughtExceptionHandler(&amp;UncaughtExceptionHandler);
  return YES;
  }

(2)解析堆栈信息并上报

代码语言：javascript复制

void UncaughtExceptionHandler(NSException *exception) {
  /**
   *  获取异常崩溃信息
   */
  NSArray *callStack = [exception callStackSymbols];
  NSString *reason = [exception reason];
  NSString *name = [exception name];
}

1.2 Appdelegate中注册SIGABRT, SIGBUS, SIGSEGV等信号发生时的处理函数，处理Signal层面的crash。

代码语言：javascript复制

void InstallSignalHandler(void)
{
  signal(SIGHUP, SignalExceptionHandler);
  signal(SIGINT, SignalExceptionHandler);
  signal(SIGQUIT, SignalExceptionHandler);
  
  signal(SIGABRT, SignalExceptionHandler);
  signal(SIGILL, SignalExceptionHandler);
  signal(SIGSEGV, SignalExceptionHandler);
  signal(SIGFPE, SignalExceptionHandler);
  signal(SIGBUS, SignalExceptionHandler);
  signal(SIGPIPE, SignalExceptionHandler);
}

代码语言：javascript复制

void SignalExceptionHandler(int signal)
{
  
  NSMutableString *mstr = [[NSMutableString alloc] init];
  [mstr appendString:@"Stack:n"];
  void* callstack[128];
  int i, frames = backtrace(callstack, 128);
  char** strs = backtrace_symbols(callstack, frames);
  for (i = 0; i <frames;   i) {
      [mstr appendFormat:@"%sn", strs[i]];
  }
  [SignalHandler saveCreash:mstr];

}

2.Crash自动修复捕获上报

2.1 针对普通类型Crash的处理机制

hook相关的方法，增加保护机制。以NSArray越界为例,hook objectAtIndex方法，在方法中捕获越界异常，并在最后返回一个nil对象。

代码语言：javascript复制

[self exchangeInstanceMethod:__NSArrayI method1Sel:@selector(objectAtIndex:) method2Sel:@selector(avoidCrashObjectAtIndex:)];

代码语言：javascript复制

- (id)avoidCrashObjectAtIndex:(NSUInteger)index {
  id object = nil;
  
  @try {
      object = [self avoidCrashObjectAtIndex:index];
  }
  @catch (NSException *exception) {
     //捕获异常，根据exception打印出堆栈信息，同时也避免了程序崩溃
  }
  @finally {
      return object;
  }
}

注意：使用方法进行捕获异常之后，第三方工具将不会搜集到崩溃信息并上报，需要在catch中手动上报。

2.2 针对KVO Crash的处理机制

新建一个对象，用来记录target,observer,context,keypath等，每添加一个监听，增加一个对象，用一个数组维护。添加和删除的时候做判断，同时hook dealloc函数，dealloc的同时移除我的观察者和我观察的对象。dealloc时遍历数组，数组中不应该存在对象，如果存在对象，应该抛出异常并接收，提示用户KVO的释放存在问题。

移除未注册的观察者:在移除A对象的观察者时，先判断数组中是否有A对象的观察者，如果有，再移除。
重复移除观察者：同上
添加了观察者但是没有实现-observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法：hook observeValueForKeyPath方法，增加try-catch即可。
添加移除keypath=nil：hook添加移除观察者的方法，在新方法中过滤keypath=nil的情况。
添加移除observer=nil：hook添加移除观察者的方法，在新方法中过滤observer=nil的情况。

注意：使用方法进行捕获异常之后，第三方工具将不会搜集到崩溃信息并上报，需要在catch中手动上报。

2.3 针对unrecognized selector解决方案

通常，当我们不能确定一个对象是否能接收某个消息时，会先调用respondsToSelector:来判断一下。如下代码所示：

代码语言：javascript复制

if ([self respondsToSelector:@selector(method)]) {
[self performSelector:@selector(method)];
}

当一个对象无法接收某一消息时，就会启动所谓”消息转发(message forwarding)“机制，通过这一机制，我们可以告诉对象如何处理未知的消息。默认情况下，对象接收到未知的消息，会导致程序崩溃。

上图可以看出，在一个函数找不到时，Objective-C提供了三种方式去补救：

1、调用resolveInstanceMethod给个机会让类添加这个实现这个函数

2、调用forwardingTargetForSelector让别的对象去执行这个函数

3、调用methodSignatureForSelector（函数符号制造器）和forwardInvocation（函数执行器）灵活的将目标函数以其他形式执行。

如果都不中，调用doesNotRecognizeSelector抛出异常。

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector

方法一：hook上述两个方法，在methodSignatureForSelector中返回有效的NSMethodSignature，在forwardInvocation中添加try-catch即可，代码如下：

代码语言：javascript复制

 [self exchangeInstanceMethod:[self class] method1Sel:@selector(methodSignatureForSelector:) method2Sel:@selector(avoidCrashMethodSignatureForSelector:)];
 [self exchangeInstanceMethod:[self class] method1Sel:@selector(forwardInvocation:) method2Sel:@selector(avoidCrashForwardInvocation:)];

代码语言：javascript复制

- (NSMethodSignature *)avoidCrashMethodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
{
    NSMethodSignature *ms = [self avoidCrashMethodSignatureForSelector:aSelector];
    if ([self respondsToSelector:aSelector] || ms){
        return ms;
    }
    else{
        return [SafeProxy instanceMethodSignatureForSelector:@selector(safe_crashLog)];
    }
}

- (void)avoidCrashForwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    
    @try {
        [self avoidCrashForwardInvocation:anInvocation];
        
    } @catch (NSException *exception) {
      //捕获异常，根据exception打印出堆栈信息，同时也避免了程序崩溃
      //上报
    } @finally {
        
    }
}

方法二：直接hook doesNotRecognizeSelector也可实现，doesNotRecognizeSelector起到抛出异常的作用，自己增加try-catch进行捕获即可，代码如下：

代码语言：javascript复制

[self exchangeInstanceMethod:[self class] method1Sel:@selector(doesNotRecognizeSelector:) method2Sel:@selector(avoidCrashDoesNotRecognizeSelector:)];

代码语言：javascript复制

- (void)avoidCrashDoesNotRecognizeSelector:(SEL)aSelector{
    @try {
        [self avoidCrashDoesNotRecognizeSelector:aSelector];
        
    } @catch (NSException *exception) {
       //捕获异常，根据exception打印出堆栈信息，同时也避免了程序崩溃
       //上报
    } @finally {
        
    }
}

效果如下：

代码语言：javascript复制

NSInvalidArgumentException
*** -[__NSPlaceholderArray initWithObjects:count:]: attempt to insert nil object from objects[1]
Error Place:-[ViewController NSArray_Test_InstanceArray]
AvoidCrash default is to remove nil object and instance a array.

打印出了堆栈信息，同时避免了程序崩溃。

注意：使用方法进行捕获异常之后，第三方工具将不会搜集到崩溃信息并上报，需要在catch中手动上报。

2.4 针对野指针的处理机制

模仿Xcode的zombie机制：

1.Swizzle原有allocWithZone方法，添加野指针防护标记。

2.Swizzle原有dealloc方法，如果有野指针防护标记，调用 objc_destructInstance方法，修改实例isa使其指向zombieObject,保存原始类名，以便上报使用。

3.Swizzle消息转发机制forwardingTargetForSelector方法，处理所有原始类originObject的方法，收集错误信息并上报。

4.及时释放zombieObject。

注： objc_destructInstance会释放与实例相关联的引用，但是并不释放该实例的内存。

参考文章

我的博客即将同步至腾讯云开发者社区，邀请大家一同入驻：https://cloud.tencent.com/developer/support-plan?invite_code=j8ti7e982xdo

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一、crash类型

1.OC层面的crash

1.1 普通类型

1.2 KVO

1.3 unrecognized selector sent to instance

2.Signal层面的crash

二、存在问题

三、监听crash

1.任凭程序闪退并上报

1.1 NSSetUncaughtExceptionHandler 捕获OC层面的crash

1.2 Appdelegate中注册SIGABRT, SIGBUS, SIGSEGV等信号发生时的处理函数，处理Signal层面的crash。

2.Crash自动修复 捕获上报

2.1 针对普通类型Crash的处理机制

2.2 针对KVO Crash的处理机制

2.3 针对unrecognized selector解决方案

2.4 针对野指针的处理机制

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