Android 7.0 ActivityManagerService(10) App的crash处理

在这篇博客中，我们来看一下AMS处理App crash时涉及到的主要流程。

一、设置异常处理器
在Android平台中，应用进程fork出来后会为虚拟机设置一个未截获异常处理器，
即在程序运行时，如果有任何一个线程抛出了未被截获的异常，
那么该异常最终会抛给未截获异常处理器处理。

我们首先看看Android N中设置异常处理器的这部分代码。
在ZygoteInit.Java的runSelectLoop中：

private static void runSelectLoop(String abiList) throws MethodAndArgsCaller {    ...........    while (true) {        ..........        for (int i = pollFds.length - 1; i >= 0; --i) {            ..........            if (i == 0) {                //zygote中的server socket收到消息后，建立起ZygoteConnection                ZygoteConnection newPeer = acceptCommandPeer(abiList);                peers.add(newPeer);                fds.add(newPeer.getFileDesciptor());            } else {                //ZygoteConnection建立后，收到消息调用自己的runOnce函数                boolean done = peers.get(i).runOnce();                .............            }        }    }}
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我们知道zygote启动后，会在自己的进程中定义一个server socket，专门接收创建进程的消息。
如上面的代码所示，收到创建进程的消息后，zygote会创建出ZygoteConnection，并调用其runOnce函数：

boolean runOnce() throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {    ...............    try {        ...........        //fork出子进程        pid = Zygote.forkAndSpecialize(.......);    } catch (ErrnoException ex) {        ............    } catch (IllegalArgumentException ex) {        ...........    } catch (ZygoteSecurityException ex) {        ..........    }    try {        if (pid == 0) {            ........            //进程fork成功后，进行处理            handleChildProc(parsedArgs, descriptors, childPipeFd, newStderr);            ........        } else {            ...........        }    } finally {        ..........    }}
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我们跟进一下handleChildProc函数：

private void handleChildProc(......) {    ............    if (parsedArgs.invokeWith != null) {        ..........    } else {        //进入到RuntimeInit中的zygoteInit函数        RuntimeInit.zygoteInit(parsedArgs.targetSdkVersion,                parsedArgs.remainingArgs, null /* classLoader */);    }}
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顺着流程看一看RuntimeInit中的zygoteInit函数：

public static final void zygoteInit(int targetSdkVersion, String[] argv, ClassLoader classLoader)        throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {    ............    //跟进commonInit    commonInit();    ............}private static final void commonInit() {    ...........    /* set default handler; this applies to all threads in the VM */    //到达目的地！    Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(new UncaughtHandler());    ...........}
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从上面的代码可以看出，fork出进程后，将在进程commonInit的阶段设置异常处理器UncaughtHandler。

二、异常处理的流程
1、UncaughtHandler的异常处理
接下来我们看看UncaughtHandler如何处理未被捕获的异常。

private static class UncaughtHandler implements Thread.UncaughtExceptionHandler {    public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {        try {            // Don't re-enter -- avoid infinite loops if crash-reporting crashes.            if (mCrashing) return;            mCrashing = true;            if (mApplicationObject == null) {                Clog_e(TAG, "*** FATAL EXCEPTION IN SYSTEM PROCESS: " + t.getName(), e);            } else {                //打印进程的crash信息                .............            }            .............            // Bring up crash dialog, wait for it to be dismissed            //调用AMS的接口，进行处理            ActivityManagerNative.getDefault().handleApplicationCrash(                    mApplicationObject, new ApplicationErrorReport.CrashInfo(e));        } catch (Throwable t2) {            if (t2 instanceof DeadObjectException) {                // System process is dead; ignore            } else {                try {                    Clog_e(TAG, "Error reporting crash", t2);                } catch (Throwable t3) {                    // Even Clog_e() fails!  Oh well.                }            }        } finally {            // Try everything to make sure this process goes away.            //crash的最后，会杀死进程            Process.killProcess(Process.myPid());            //并exit            System.exit(10);        }    }}
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从代码来看，UncaughtHandler对异常的处理流程比较清晰，基本上就是：
1、记录log信息；
2、调用AMS的接口进行一些处理；
3、杀死出现crash的进程。

其中比较重要的应该是AMS处理crash的流程，接下来我们跟进一下这部分流程的代码。

2、AMS的异常处理

public void handleApplicationCrash(IBinder app, ApplicationErrorReport.CrashInfo crashInfo) {    //得到crash app对应的信息    ProcessRecord r = findAppProcess(app, "Crash");    final String processName = app == null ? "system_server"            : (r == null ? "unknown" : r.processName);    //调用handleApplicationCrashInner进一步处理    handleApplicationCrashInner("crash", r, processName, crashInfo);}void handleApplicationCrashInner(String eventType, ProcessRecord r, String processName,        ApplicationErrorReport.CrashInfo crashInfo) {    ...............    //Write a description of an error (crash, WTF, ANR) to the drop box.    //记录信息到drop box    addErrorToDropBox(eventType, r, processName, null, null, null, null, null, crashInfo);    //调用内部类AppErrors的crashApplication函数    mAppErrors.crashApplication(r, crashInfo);}
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我们跟进一下AppErrors类中的crashApplication函数：

/*** Bring up the "unexpected error" dialog box for a crashing app.* Deal with edge cases (intercepts from instrumented applications,* ActivityController, error intent receivers, that sort of thing).* /void crashApplication(ProcessRecord r, ApplicationErrorReport.CrashInfo crashInfo) {    final long origId = Binder.clearCallingIdentity();    try {        //实际的处理函数为crashApplicationInner        crashApplicationInner(r, crashInfo);    } finally {        Binder.restoreCallingIdentity(origId);    }}
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此处实际的处理函数为crashApplicationInner。

void crashApplicationInner(ProcessRecord r, ApplicationErrorReport.CrashInfo crashInfo) {    long timeMillis = System.currentTimeMillis();    //从应用进程传递过来的crashInfo中获取相关的信息    String shortMsg = crashInfo.exceptionClassName;    String longMsg = crashInfo.exceptionMessage;    String stackTrace = crashInfo.stackTrace;    ................    AppErrorResult result = new AppErrorResult();    TaskRecord task;    synchronized (mService) {        /**        * If crash is handled by instance of {@link android.app.IActivityController},        * finish now and don't show the app error dialog.        */        //通知观察者处理crash        //如果存在观察者且能够处理crash，那么不显示error dialog        //例如在进行Monkey Test，那么可设置检测到crash后，就停止测试等        if (handleAppCrashInActivityController(r, crashInfo, shortMsg, longMsg, stackTrace,                timeMillis)) {            return;        }        /**        * If this process was running instrumentation, finish now - it will be handled in        * {@link ActivityManagerService#handleAppDiedLocked}.        */        if (r != null && r.instrumentationClass != null) {            return;        }        // Log crash in battery stats.        if (r != null) {            mService.mBatteryStatsService.noteProcessCrash(r.processName, r.uid);        }        AppErrorDialog.Data data = new AppErrorDialog.Data();        data.result = result;        data.proc = r;        // If we can't identify the process or it's already exceeded its crash quota,        // quit right away without showing a crash dialog.        // 调用makeAppCrashingLocked进行处理，如果返回false，则无需进行后续处理        if (r == null || !makeAppCrashingLocked(r, shortMsg, longMsg, stackTrace, data)) {            return;        }        //发送SHOW_ERROR_UI_MSG给mUiHandler，将弹出一个对话框，提示用户某进程crash        //用户可以选择"退出"或"退出并报告"等        //一般的厂商应该都定制了这个界面        Message msg = Message.obtain();        msg.what = ActivityManagerService.SHOW_ERROR_UI_MSG;        task = data.task;        msg.obj = data;        mService.mUiHandler.sendMessage(msg);    }    //调用AppErrorResult的get函数，该函数是阻塞的，直到用户处理了对话框为止    //注意此处涉及了两个线程的工作    //crashApplicationInner函数工作在Binder调用所在的线程    //对话框工作于AMS的Ui线程    int res = result.get();    Intent appErrorIntent = null;    //以下开始根据对话框中用户的选择，进行对应的处理    ...................    //长时间未点击对话框或者点击取消，那么相当于选择强行停止crash进程    if (res == AppErrorDialog.TIMEOUT || res == AppErrorDialog.CANCEL) {        res = AppErrorDialog.FORCE_QUIT;    }    //根据res的值进行相应的处理    synchronized (mService) {        //选择不再提示错误        if (res == AppErrorDialog.MUTE) {            //将进程名加入到AMS的mAppsNotReportingCrashes表中            stopReportingCrashesLocked(r);        }        //选择了重新启动        if (res == AppErrorDialog.RESTART) {            mService.removeProcessLocked(r, false, true, "crash");            if (task != null) {                try {                    //尝试重启进程                    mService.startActivityFromRecents(task.taskId,                            ActivityOptions.makeBasic().toBundle());                } catch (IllegalArgumentException e) {                    // Hmm, that didn't work, app might have crashed before creating a                    // recents entry. Let's see if we have a safe-to-restart intent.                    if (task.intent.getCategories().contains(                            Intent.CATEGORY_LAUNCHER)) {                        //换一种方式重启                        mService.startActivityInPackage(............);                    }                }            }        }        //选择强行停止        if (res == AppErrorDialog.FORCE_QUIT) {            long orig = Binder.clearCallingIdentity();            try {                // Kill it with fire!                //handleAppCrashLocked主要是结束activity，并更新oom_adj                mService.mStackSupervisor.handleAppCrashLocked(r);                if (!r.persistent) {                    //如果不是常驻应用，则在此处kill掉                    mService.removeProcessLocked(r, false, false, "crash");                    mService.mStackSupervisor.resumeFocusedStackTopActivityLocked();                }            } finally {                Binder.restoreCallingIdentity(orig);            }        }        //选择强制停止并报告        if (res == AppErrorDialog.FORCE_QUIT_AND_REPORT) {            //该函数中将生成错误信息，并构造一个Intent用于拉起报告界面            appErrorIntent = createAppErrorIntentLocked(r, timeMillis, crashInfo);        }        if (r != null && !r.isolated && res != AppErrorDialog.RESTART) {            // XXX Can't keep track of crash time for isolated processes,            // since they don't have a persistent identity.            //记录crash时间            mProcessCrashTimes.put(r.info.processName, r.uid,                    SystemClock.uptimeMillis());        }    }    if (appErrorIntent != null) {        try {            //如果选择了强制停止并报告，那么此时就会拉起报告界面            mContext.startActivityAsUser(appErrorIntent, new UserHandle(r.userId));        } catch (ActivityNotFoundException e) {            ..............        }    }}
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整体来看AMS处理crash的流程还是相当清晰的：
1、首先记录crash相关的信息到drop box；
2、如果存在可以处理App crash的ActivityController，那么将crash交给它处理；
否则，弹出crash对话框，然用户选择后续操作。
3、根据用户的选择，AMS可以进行重启应用、强行停止应用或拉起报告界面等操作。

不过上述流程中，在拉起对话框前，先调用了makeAppCrashingLocked函数。
若这个函数返回false，那么后续的流程就不会继续进行。
我们来看看这个函数的具体用途。

private boolean makeAppCrashingLocked(ProcessRecord app,        String shortMsg, String longMsg, String stackTrace, AppErrorDialog.Data data) {    app.crashing = true;    //就是创建一个对象，其中包含了所有的错误信息    app.crashingReport = generateProcessError(app,            ActivityManager.ProcessErrorStateInfo.CRASHED, null, shortMsg, longMsg, stackTrace);    //前面的代码已经提到过，系统可以通过Intent拉起一个crash报告界面    //startAppProblemLocked函数，就是在系统中找到这个报告界面对应的ComponentName    //此外，如果crash应用正好在处理有序广播，那么为了不影响后续广播接受器的处理，    //startAppProblemLocked会停止crash应用对广播的处理流程，    //即后续的广播接受器可以跳过crash应用，直接开始处理有序广播    startAppProblemLocked(app);    //停止“冻结”屏幕    app.stopFreezingAllLocked();    //进行一些后续的处理    //从代码来看，如果应用不是在1min内连续crash，该函数都会返回true    return handleAppCrashLocked(app, "force-crash" /*reason*/, shortMsg, longMsg, stackTrace,            data);}
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根据上面的代码，可以看出makeAppCrashingLocked函数最主要的工作主要有两个：
1、查找crash报告界面对应的componentName；
2、避免进程短时间内连续crash，导致频繁拉起对话框。

三、后续的清理工作
根据前面的流程，我们知道当进程crash后，最终将被kill掉，
此时AMS还需要完成后续的清理工作。

我们先来回忆一下进程启动后，注册到AMS的部分流程：

//进程启动后，对应的ActivityThread会attach到AMS上private final boolean attachApplicationLocked(IApplicationThread thread,        int pid) {    ............    ProcessRecord app;    if (pid != MY_PID && pid >= 0) {        synchronized (mPidsSelfLocked) {            app = mPidsSelfLocked.get(pid);        }    } else {        app = null;    }    ............    final String processName = app.processName;    try {        //生成了一个“讣告”接收者        AppDeathRecipient adr = new AppDeathRecipient(                app, pid, thread);        thread.asBinder().linkToDeath(adr, 0);        app.deathRecipient = adr;    } catch (RemoteException e) {        app.resetPackageList(mProcessStats);        startProcessLocked(app, "link fail", processName);        return false;    }    ................}
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从上面的代码可以看出，当进程注册到AMS时，AMS注册了一个“讣告”接收者注册到进程中。
因此，当crash进程被kill后，AppDeathRecipient中的binderDied函数将被回调：

@Overridepublic void binderDied() {    ..........    synchronized(ActivityManagerService.this) {        appDiedLocked(mApp, mPid, mAppThread, true);    }}
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根据代码可知，接收到进程“死亡”的通知后，最后还是调用AMS的appDiedLocked函数进行处理：

final void appDiedLocked(ProcessRecord app, int pid, IApplicationThread thread,        boolean fromBinderDied) {    // First check if this ProcessRecord is actually active for the pid.    synchronized (mPidsSelfLocked) {        ProcessRecord curProc = mPidsSelfLocked.get(pid);        if (curProc != app) {            ...........            return;        }    }    .............    if (!app.killed) {        if (!fromBinderDied) {            Process.killProcessQuiet(pid);        }        killProcessGroup(app.uid, pid);        app.killed = true;    }    //以上都是一些保证健壮性的代码    if (app.pid == pid && app.thread != null &&            app.thread.asBinder() == thread.asBinder()) {        //进程是正常启动的，非测试启动，那么需要内存调整        boolean doLowMem = app.instrumentationClass == null;        boolean doOomAdj = doLowMem;        if (!app.killedByAm) {            ............            mAllowLowerMemLevel = true;        } else {            mAllowLowerMemLevel = false;            doLowMem = false;        }        ..............        //handleAppDiedLocked进行实际的工作        handleAppDiedLocked(app, false, true);        if (doOomAdj) {            //重新更新进程的oom_adj            updateOomAdjLocked();        }        if (doLowMem) {            //在必要时，触发系统中的进程做内存回收            doLowMemReportIfNeededLocked(app);        }    }.........    ..........}
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appDiedLocked函数中比较重要的是handleAppDiedLocked函数：

private final void handleAppDiedLocked(ProcessRecord app,        boolean restarting, boolean allowRestart) {    int pid = app.pid;    //进行进程中service、ContentProvider、BroadcastReceiver等的收尾工作    //这个函数虽然很长，但实际的功能还是很清晰的，这里不作进一步展开    //比较重要的是：1、对于crash进程中的Bounded Service而言，会清理掉service与客户端之间的联系；    //此外若service的客户端重要性过低，还会被直接kill掉    //2、清理ContentProvider时，在removeDyingProviderLocked函数中，可能清理掉其客户端进程(对于stable contentProvider而言)    boolean kept = cleanUpApplicationRecordLocked(app, restarting, allowRestart, -1);    if (!kept && !restarting) {        //不再保留和重启时，从LRU表中移除        removeLruProcessLocked(app);        if (pid > 0) {            ProcessList.remove(pid);        }    }    ..................    // Remove this application's activities from active lists.    //进行Activity相关的收尾工作    boolean hasVisibleActivities = mStackSupervisor.handleAppDiedLocked(app);    app.activities.clear();    if (app.instrumentationClass != null) {        ..............    }    if (!restarting && hasVisibleActivities            && !mStackSupervisor.resumeFocusedStackTopActivityLocked()) {        // If there was nothing to resume, and we are not already restarting this process, but        // there is a visible activity that is hosted by the process...  then make sure all        // visible activities are running, taking care of restarting this process.        // 从注释来看，若当前只有crash进程中存在可视Activity，那么AMS还是会试图重启该进程        mStackSupervisor.ensureActivitiesVisibleLocked(null, 0, !PRESERVE_WINDOWS);    }}
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上述代码中cleanUpApplicationRecordLocked函数，在此不做深入分析。
其中唯一比较麻烦的就是Bounded Service和ContentProvider的清理，
因为这两种组件全部要考虑其客户端进程。

四、总结

整体来讲，Android中进程crash后的处理流程基本上如上图所示。
这个流程相对来说是比较简单的，唯一麻烦点的地方可能是进程结束后，
AMS进行的清理工作。