浅谈iOS性能优化之APP崩溃与hook方案

本篇文章将为大家讲解下crash监控及防崩溃处理。

• 如何收集crash

• 利用bugly、友盟等第三方收集

• 监控crash原理

• 防崩溃处理

• 常见崩溃类型

• 防崩溃处理方案

• hook方案

• 安全接口

如何收集crash

在平常开发过程中，由于代码的不严谨比如不对入参做校验，使用C++野指针等会造成程序crash。crash应该算是最严重的bug了，尤其是线上crash，如果App用户量大的话可能造成很大的影响，所以需要有一套机制来收集项目中的crash并及时解决。

利用bugly、友盟等第三方收集

大部分公司都是采用第三方平台来收集crash。业内用的比较多有bugly、友盟、talkingdata。笔者比较推荐bugly，腾讯研发，比较轻量，用来监控crash和卡顿还是很方便的。

监控crash原理

一线大厂，大部分都会自研crash捕获框架。这个时候了解crash捕获原理就很有必要了，大家可以阅读开源库kscrash或者plcrashreporter其实捕获crash原理很简单。主要需要处理两种情况：

1、OC类异常。NSException异常是OC代码导致的crash。我们可以先通过NSGetUncaughtExceptionHandler保存先前注册的异常处理器，然后通过NSSetUncaughtExceptionHandler设置我们自己的异常处理器，我们不监控了，需要再设置回原理的异常处理器，在我们自己的uncaughtHandleException处理器里面，需要手动调用下原来的处理器。

static NSUncaughtExceptionHandler* g_previousUncaughtExceptionHandler;
void installUncaughtExceptionHandler(void){
    g_previousUncaughtExceptionHandler = NSGetUncaughtExceptionHandler();
    NSSetUncaughtExceptionHandler(&uncaughtHandleException);
}
void uninstallUncaughtExceptionHandler(void){
    if(g_previousUncaughtExceptionHandler){
        NSSetUncaughtExceptionHandler(g_previousUncaughtExceptionHandler);
    }
}
void uncaughtHandleException(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);
    if (g_previousUncaughtExceptionHandler != NULL)
    {
        g_previousUncaughtExceptionHandler(exception);
    }
}

2、Signal信号捕获。Signal信号是由iOS底层mach信号异常转换后以signal信号抛出的异常。既然是兼容posix标准的异常，我们同样可以通过sigaction函数注册对应的信号。

static struct sigaction* g_previousSignalHandlers = NULL; //旧的信号处理函数结构体数组
static int g_fatalSignals[] = {
    SIGHUP,
    SIGINT,
    SIGQUIT,
    SIGABRT,
    SIGILL,
    SIGSEGV,
    SIGFPE,
    SIGBUS,
    SIGPIPE
};
static int g_fatalSignalsCount = (sizeof(g_fatalSignals) / sizeof(g_fatalSignals[0]));
const int* kssignal_fatalSignals(void){
    return g_fatalSignals;
}
int kssignal_numFatalSignals(void){
    return g_fatalSignalsCount;
}
void signalExceptionHandler(int signo, siginfo_t *info, void *uapVoid){
    void *frames[128];
    int i, len = backtrace(frames, 128);
    //堆栈信息
    char **symbols = backtrace_symbols(frames, len);
    NSMutableString *exceptionContent = [[NSMutableString alloc] init];
    [exceptionContent appendFormat:@"signal name：%d \n signal stack：\n",signo];
    for (i = 0; i < len; ++i)
    {
        [exceptionContent appendFormat:@"%s\r\n", symbols[i]];
    }
    //释放缓存
    free(symbols);
    raise(signo);
}
void installSignalHandler(void){
    const int* fatalSignals = kssignal_fatalSignals();
    int fatalSignalsCount = kssignal_numFatalSignals();
    if(g_previousSignalHandlers == NULL){
        g_previousSignalHandlers = (struct sigaction *)malloc(sizeof(*g_previousSignalHandlers)
                                                              * (unsigned)fatalSignalsCount);
    }
    //初始化处理函数结构体
    struct sigaction action = {{0}};
    action.sa_flags = SA_SIGINFO | SA_ONSTACK;
    sigemptyset(&action.sa_mask);
    action.sa_sigaction = &signalExceptionHandler;
    for(int i = 0; i < fatalSignalsCount; i++)
    {
        if(sigaction(fatalSignals[i], &action, &g_previousSignalHandlers[i]) != 0)
        {
            // 取消已监听的handler
            for(i--;i >= 0; i--)
            {
                sigaction(fatalSignals[i], &g_previousSignalHandlers[i], NULL);
            }
            break;
        }
    }
}
void uninstallSignalHandler(void){
    const int* fatalSignals = kssignal_fatalSignals();
    int fatalSignalsCount = kssignal_numFatalSignals();
    for(int i = 0; i < fatalSignalsCount; i++)
    {
        sigaction(fatalSignals[i], &g_previousSignalHandlers[i], NULL);
    }
}

防崩溃处理

常见崩溃类型

根据笔者经验来看，oc中大部分崩溃都是源于没有对调用方法进行入参判断，比如数组添加object没有判空，访问数组元素越界等；还有一些C++崩溃，比如使用野指针。

防崩溃处理方案

由于oc中大部分崩溃都是来源于未对入参进行判断，所以调用方法对入参进行判断就能解决崩溃。如何统一地解决这类崩溃，有两种方案：hook方案和安全接口

hook方案

该方案对系统常见类的方法进行hook，进行入参判断。比如对hook NSMutableArray的addObject方法，进行判空操作。

@implementation NSMutableArray (akSafe)
+ (void)load {
    [self swizzMethodOriginalSelector:@selector(addObject:)
                     swizzledSelector:@selector(akSafe_addObject:)];
}
+ (void)swizzMethodOriginalSelector:(SEL)originalSelector swizzledSelector:(SEL)swizzledSelector {
    Method originalMethod = class_getInstanceMethod(self.class, originalSelector);
    Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(self.class, swizzledSelector);
    BOOL didAddMethod = class_addMethod(self.class, originalSelector, method_getImplementation(swizzledMethod), method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
    if (didAddMethod) {
        class_replaceMethod(self.class, swizzledSelector, method_getImplementation(originalMethod), method_getTypeEncoding(originalMethod));
    } else {
        method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
    }
}
- (void)aksafe_AddObject:(id)anObject {
    if (anObject) {
        [self aksafe_AddObject:anObject];
    }
}
@end

安全接口

该方案对系统常见类的方法进行一层封装，进行入参判断。大家统一调用安全接口，比如封装NSMutableArray的addObject方法为aksafe_AddObject，大家统一调用aksafe_AddObject添加对象。

@implementation NSMutableArray (aksafe)
- (void)aksafe_AddObject:(id)anObject {
    if (anObject) {
        [self addObject:anObject];
    }
}
@end

两种方案各有优缺点，hook方案优点是业务方直接调用系统方法就行，缺点是由于要进行hook，有损性能；安全接口方案是业务方要统一调用安全接口，优点则是轻量。笔者推荐方案二，轻量并且可以作为编码规范。