IOS异常处理

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

<h1 id="一-系统crash">一. 系统Crash

对于系统Crash而引起的程序异常退出，可以通过NSSetUncaughtExceptionHandler机制捕获，代码：
实现一个用于处理异常的方法

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<code>voidHandleException(NSException *exception)

{

    // 异常的堆栈信息

    NSArray *stackArray = [exception callStackSymbols];

 

    // 出现异常的原因

    NSString *reason = [exception reason];

 

    // 异常名称

    NSString *name = [exception name];

 

    NSString *exceptionInfo = [NSString stringWithFormat:@"Exception reason：%@\nException name：%@\nException stack：%@",name, reason, stackArray];

 

    NSLog(@"%@", exceptionInfo);

NSString *logPath=[NSString stringWithFormat:@"%@/Documents/error.log",NSHomeDirectory()];

    [exceptionInfo writeToFile:logPath  atomically:YES encoding:NSUTF8StringEncoding error:nil];

}

 

 

</code>

然后在启动appdidFinishLaunchingWithOptions的时候设置

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<code><code>NSSetUncaughtExceptionHandler (&UncaughtExceptionHandlers);//系统异常捕获</code></code>

当捕获到异常时，就会调用UncaughtExceptionHandlers来出来异常

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。
NSSetUncaughtExceptionHandler 用来做异常处理，但功能非常有限.而引起崩溃的大多数原因如：内存访问错误，重复释放等错误就无能为力了，因为这种错误它抛出的是Signal，所以必须要专门做Signal处理
代码如下：
首先定义并实现一个方法如：

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<code><code>#include <execinfo.h>

//Signal处理方法

voidMySignalHandler(intsignal)

{

  NSMutableString *mstr = [[NSMutableString alloc] init];

    [mstr appendString:@"Stack:\n"];

    void* callstack[128];

    inti, frames = backtrace(callstack, 128);

    char** strs = backtrace_symbols(callstack, frames);

    for(i = 0; i <frames; atomically:yes=""documents=""encoding:nsutf8stringencoding=""exceptioninfo=""logpath="[NSString"mstr=""nsstring=""pre=""writetofile:logpath=""></frames;></execinfo.h></code></code>

在启动app的时候设置各种信号的回调处理

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<code><code>//信号量截断

    signal(SIGABRT, MySignalHandler);

    signal(SIGILL, MySignalHandler);

    signal(SIGSEGV, MySignalHandler);

    signal(SIGFPE, MySignalHandler);

    signal(SIGBUS, MySignalHandler);

    signal(SIGPIPE, MySignalHandler);</code></code>

这样当接收到信号的时候，就会调用MySignalHandler方法

三. 实战

首先定义一个UncaughtExceptionHandler类，用来捕获处理所有的崩溃信息

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<code><code><code>@interfaceUncaughtExceptionHandler : NSObject

{

    BOOL dismissed;

}

 

+ (void)InstallUncaughtExceptionHandler;

 

@end</code></code></code>

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<code><code><code>#import<uikit uikit.h="">

#import"UncaughtExceptionHandler.h"

#include <libkern osatomic.h="">

#include <execinfo.h>

 

NSString * constUncaughtExceptionHandlerSignalExceptionName = @"UncaughtExceptionHandlerSignalExceptionName";

NSString * constUncaughtExceptionHandlerSignalKey = @"UncaughtExceptionHandlerSignalKey";

NSString * constUncaughtExceptionHandlerAddressesKey = @"UncaughtExceptionHandlerAddressesKey";

NSString * constUncaughtExceptionHandlerFileKey = @"UncaughtExceptionHandlerFileKey";

 

volatileint32_t UncaughtExceptionCount = 0;

constint32_t UncaughtExceptionMaximum = 10;

constNSInteger UncaughtExceptionHandlerSkipAddressCount = 4;

constNSInteger UncaughtExceptionHandlerReportAddressCount = 5;

 

voidMySignalHandler(intsignal);

 

 

@implementationUncaughtExceptionHandler

 

+(void) InstallUncaughtExceptionHandler

{

    NSSetUncaughtExceptionHandler (&UncaughtExceptionHandlers);////系统异常捕获（越界）

    //信号量截断

    signal(SIGABRT, MySignalHandler);

    signal(SIGILL, MySignalHandler);

    signal(SIGSEGV, MySignalHandler);

    signal(SIGFPE, MySignalHandler);

    signal(SIGBUS, MySignalHandler);

    signal(SIGPIPE, MySignalHandler);

}

 

//获取函数堆栈信息

+ (NSArray *)backtrace

{

 

    void* callstack[128];

    intframes = backtrace(callstack, 128);//用于获取当前线程的函数调用堆栈，返回实际获取的指针个数

    char**strs = backtrace_symbols(callstack, frames);//从backtrace函数获取的信息转化为一个字符串数组

    inti;

    NSMutableArray *backtrace = [NSMutableArray arrayWithCapacity:frames];

    for(i = UncaughtExceptionHandlerSkipAddressCount;

         i < UncaughtExceptionHandlerSkipAddressCount+UncaughtExceptionHandlerReportAddressCount;

         i++)

    {

        [backtrace addObject:[NSString stringWithUTF8String:strs[i]]];

    }

    free(strs);

    returnbacktrace;

}

 

 

- (void)saveCreash:(NSException *)exception file:(NSString *)file

{

    NSArray *stackArray = [exception callStackSymbols];// 异常的堆栈信息

    NSString *reason = [exception reason];// 出现异常的原因

    NSString *name = [exception name];// 异常名称

 

    //或者直接用代码，输入这个崩溃信息，以便在console中进一步分析错误原因

    NSLog(@"CRASH: %@", exception);

    NSLog(@"Stack Trace: %@", [exception callStackSymbols]);

 

 

    NSString * _libPath  = [[NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSCachesDirectory, NSUserDomainMask, YES) objectAtIndex:0] stringByAppendingPathComponent:file];

 

//    NSString *_libPath=[NSHomeDirectory() stringByAppendingPathComponent:file];

 

    if(![[NSFileManager defaultManager] fileExistsAtPath:_libPath]){

        [[NSFileManager defaultManager] createDirectoryAtPath:_libPath withIntermediateDirectories:YES attributes:nil error:nil];

    }

 

    NSDate* dat = [NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:0];

    NSTimeInterval a=[dat timeIntervalSince1970];

    NSString *timeString = [NSString stringWithFormat:@"%f", a];

 

    NSString * savePath = [_libPath stringByAppendingFormat:@"/error%@.log",timeString];

 

     NSString *exceptionInfo = [NSString stringWithFormat:@"Exception reason：%@\nException name：%@\nException stack：%@",name, reason, stackArray];

 

    BOOL sucess = [exceptionInfo writeToFile:savePath atomically:YES encoding:NSUTF8StringEncoding error:nil];

 

    NSLog(@"保存崩溃日志 sucess:%d,%@",sucess,savePath);

}

 

//异常处理方法

- (void)handleException:(NSException *)exception

{

    NSDictionary *userInfo=[exception userInfo];

    [self saveCreash:exception file:[userInfo objectForKey:UncaughtExceptionHandlerFileKey]];   

 

    NSSetUncaughtExceptionHandler(NULL);

    signal(SIGABRT, SIG_DFL);

    signal(SIGILL, SIG_DFL);

    signal(SIGSEGV, SIG_DFL);

    signal(SIGFPE, SIG_DFL);

    signal(SIGBUS, SIG_DFL);

    signal(SIGPIPE, SIG_DFL);

    if([[exception name] isEqual:UncaughtExceptionHandlerSignalExceptionName])

    {

        kill(getpid(), [[[exception userInfo] objectForKey:UncaughtExceptionHandlerSignalKey] intValue]);

    }

    else

    {

        [exception raise];

    }

}   

 

 

//获取应用信息

NSString* getAppInfo()

{

    NSString *appInfo = [NSString stringWithFormat:@"App : %@ %@(%@)\nDevice : %@\nOS Version : %@ %@\n",

                         [[NSBundle mainBundle] objectForInfoDictionaryKey:@"CFBundleDisplayName"],

                         [[NSBundle mainBundle] objectForInfoDictionaryKey:@"CFBundleShortVersionString"],

                         [[NSBundle mainBundle] objectForInfoDictionaryKey:@"CFBundleVersion"],

                         [UIDevice currentDevice].model,

                         [UIDevice currentDevice].systemName,

                         [UIDevice currentDevice].systemVersion];

    //                         [UIDevice currentDevice].uniqueIdentifier];

    NSLog(@"Crash!!!! %@", appInfo);

    returnappInfo;

}

 

 

//NSSetUncaughtExceptionHandler捕获异常的调用方法

//利用 NSSetUncaughtExceptionHandler，当程序异常退出的时候，可以先进行处理，然后做一些自定义的动作

voidUncaughtExceptionHandlers (NSException *exception) {

 

    int32_t exceptionCount = OSAtomicIncrement32(&UncaughtExceptionCount);

    if(exceptionCount > UncaughtExceptionMaximum)

    {

        return;

    }

 

    NSArray *callStack = [UncaughtExceptionHandler backtrace];

    NSMutableDictionary *userInfo =

    [NSMutableDictionary dictionaryWithDictionary:[exception userInfo]];

    [userInfo setObject:callStack forKey:UncaughtExceptionHandlerAddressesKey];

    [userInfo setObject:@"OCCrash"forKey:UncaughtExceptionHandlerFileKey];

 

 

    [[[UncaughtExceptionHandler alloc] init]

     performSelectorOnMainThread:@selector(handleException:)

     withObject:

     [NSException

      exceptionWithName:[exception name]

      reason:[exception reason]

      userInfo:userInfo]

     waitUntilDone:YES];

 

}

 

//Signal处理方法

voidMySignalHandler(intsignal)

{

    int32_t exceptionCount = OSAtomicIncrement32(&UncaughtExceptionCount);//自动增加一个32位的值

    if(exceptionCount > UncaughtExceptionMaximum)

    {

        return;

    }

 

    NSMutableDictionary *userInfo = [NSMutableDictionary dictionaryWithObject:[NSNumber numberWithInt:signal] forKey:UncaughtExceptionHandlerSignalKey];

    NSArray *callStack = [UncaughtExceptionHandler backtrace];

    [userInfo setObject:callStack forKey:UncaughtExceptionHandlerAddressesKey];

    [userInfo setObject:@"SigCrash"forKey:UncaughtExceptionHandlerFileKey];

 

    [[[UncaughtExceptionHandler alloc] init]

     performSelectorOnMainThread:@selector(handleException:) withObject:

     [NSException exceptionWithName:UncaughtExceptionHandlerSignalExceptionName reason: [NSString stringWithFormat:NSLocalizedString(@"Signal %d was raised.\n"

                                                                                                                                     @"%@", nil),

                                                                                         signal, getAppInfo()] userInfo:userInfo]

     waitUntilDone:YES];

 

}

@end</execinfo.h></libkern></uikit></code></code></code>

最后，在didFinishLaunchingWithOptions中调用该函数：

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<code><code><code>- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {

    [UncaughtExceptionHandler InstallUncaughtExceptionHandler];//捕获内存访问错误,处理Signal

    returnYES;

}</code></code></code>

四.测试

当运行时遇到系统错误或内存错误Signal，就会被截获处理并把错误日志保存下来（一般可等下次启动时判断一下，把日志上传），可自己测试一下：

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<code><code><code>//1.信号量

    intlist[2]={1,2};

    int*p = list;

    free(p);//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

    p[1] = 5;

 

    //2.ios崩溃

    NSArray *array= @[@"tom",@"xxx",@"ooo"];

    [array objectAtIndex:5];</code></code></code>

PS: 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。

附录科普：

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。

Crash Callstack分析 – 进?一步分析

属性 说明 0x8badf00d 在启动、终?止应?用或响应系统事件花费过?长时间,意为“ate bad food”。 0xdeadfa11 ?用户强制退出,意为“dead fall”。(系统?无响应时,?用户按电源开关和HOME) 0xbaaaaaad ?用户按住Home键和?音量键,获取当前内存状态,不代表崩溃 0xbad22222 VoIP应?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(?比如通讯录)被干掉,意为“dead lock”