iOS野指针定位总结

蒲公英_____

于 2020-04-30 18:36:26 发布

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分类专栏： ios

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本文总结了iOS野指针的定位方法和常见原因，包括Zombie Object、Scribble、Address Sanitizer和Malloc Stack等工具的使用。通过案例分析了错误内存修饰符、iOS9之前的delegate和target-action问题导致的野指针崩溃。强调了识别野指针问题、重现问题、根据对象而非崩溃方法定位问题以及利用Malloc Stack的重要性。

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野指针就是指向一个已删除的对象或者受限内存区域的指针。
我们写C++的时候强调指针初始化为NULL，强调用完后也为其赋值为NULL，谁分配的谁回收，来避免野指针的问题。
比较常见的就是这个指针指向的内存，在别处被回收了，但是这个指针不知道，依然还指向这块内存。
MRC 时代因为引用计数手动控制，所以内存很容易在别处被回收。ARC解决了大部分这种问题。、
在iOS9之前，系统库的delegate和target-action有一部分是assign(unsafe_unretain)的形式，这时候如果内存在别处被回收了，也是会出现野指针的。
所以iOS9之后这些地方就改成了weak内存修饰符，内存被回收的时候通过weak表，把这些指针设为nil。也大幅度减少了野指针的出现。

如果现在在工程中依然频繁出现野指针，几乎可以肯定是错误地使用了内存。

表现:Crash

对于Mach、Unix、NSException三种不同层级的crash,NSException比较好说，可以直接定位到OC代码。问题主要来自EXC_BAD_ACCESS(SIGSEGV)这种异常，难以在我们的应用代码中定位。

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SIGILL 执行了非法指令，一般是可执行文件出现了错误
SIGTRAP 断点指令或者其他trap指令产生
SIGABRT 调用abort产生
SIGBUS 非法地址。比如错误的内存类型访问、内存地址对齐等
SIGSEGV 非法地址。访问未分配内存、写入没有写权限的内存等
SIGFPE 致命的算术运算。比如数值溢出、NaN数值等

实际我们遇到Mach Exception绝大部分都是野指针的问题。SIGSEGV/SIGABRT/SIGTRAP 比较多见。
野指针问题表现千奇百怪，而且因为崩溃的地方并不是造成野指针的地方，而且难以重现，所以问题往往难以定位。

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腾讯Bugly的这张图可以看到，野指针几乎可以造成各种类型的Mach Exception。

定位工具

Zoombie Object

这是目前帮助最大的调试模式。实现原理就是 hook 住了对象的dealloc方法，通过调用自己的__dealloc_zombie方法来把对象进行僵尸化。

id object_dispose(id obj)
{
    if (!obj) return nil;

    objc_destructInstance(obj);    
    free(obj);

    return nil;
}

正常的对象释放方法如上，但是僵尸对象调用了objc_destructInstance后就直接return了，不再free(obj);。同时生成一个"_NSZombie_" + clsName类名，调用objc_setClass(self, zombieCls);修改对象的 isa 指针，令其指向特殊的僵尸类。
如果这个对象再次收到消息,objc_msgsend的时候，调用abort()崩溃并打印出调用的方法。

野指针指向的内存没有被覆盖的时候，或者被覆盖成可以访问的内存的时候，不一定会出现崩溃。这个时候向对象发送消息，不一定会崩溃(可能刚好有这个方法)，或者向已经释放的对象发送消息。但是如果野指针指向的是僵尸对象，那就一定会崩溃了，会崩溃在僵尸对象第一次被其它消息访问的时候。

Zombie Object without Xcode

僵尸对象必须在连接Xcode中debug的时候使用，如果我们想跟我们的崩溃收集工具集成在一起，就需要自己实现类似Zombie Object的东西。
逻辑是通过hook住NSObject的根类的dealloc方法，然后在新的dealloc方法中将本来即将释放的对象的isa指针改为指向我们创建的一个新的僵尸类。

iOS使用代码排查野指针错误
和开发自己的NSZombie这两篇文章里介绍了在代码里实现类似Zoombie Object的方法，然而实际上是无法使用的，这两种实现跟 Zombie Object 实现上不小的区别，实际应用中有大量误判的情况。</