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

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

void HandleException(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];
}

然后在启动appdidFinishLaunchingWithOptions的时候设置

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

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：

#include 
//Signal处理方法
void MySignalHandler(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; atomically:yes="" documents="" encoding:nsutf8stringencoding="" exceptioninfo="" logpath="[NSString" mstr="" nsstring="" pre="" writetofile:logpath=""></frames;>

在启动app的时候设置各种信号的回调处理

//信号量截断
    signal(SIGABRT, MySignalHandler);
    signal(SIGILL, MySignalHandler);
    signal(SIGSEGV, MySignalHandler);
    signal(SIGFPE, MySignalHandler);
    signal(SIGBUS, MySignalHandler);
    signal(SIGPIPE, MySignalHandler);

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

@interface UncaughtExceptionHandler : NSObject
{
    BOOL dismissed;
}

+ (void)InstallUncaughtExceptionHandler;

@end

#import 
#import "UncaughtExceptionHandler.h"
#include 
#include 

NSString * const UncaughtExceptionHandlerSignalExceptionName = @"UncaughtExceptionHandlerSignalExceptionName";
NSString * const UncaughtExceptionHandlerSignalKey = @"UncaughtExceptionHandlerSignalKey";
NSString * const UncaughtExceptionHandlerAddressesKey = @"UncaughtExceptionHandlerAddressesKey";
NSString * const UncaughtExceptionHandlerFileKey = @"UncaughtExceptionHandlerFileKey";

volatile int32_t UncaughtExceptionCount = 0;
const int32_t UncaughtExceptionMaximum = 10;
const NSInteger UncaughtExceptionHandlerSkipAddressCount = 4;
const NSInteger UncaughtExceptionHandlerReportAddressCount = 5;

void MySignalHandler(int signal);


@implementation UncaughtExceptionHandler

+(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];
    int frames = 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
    int i;
    NSMutableArray *backtrace = [NSMutableArray arrayWithCapacity:frames];
    for (i = UncaughtExceptionHandlerSkipAddressCount;
         i < UncaughtExceptionHandlerSkipAddressCount+UncaughtExceptionHandlerReportAddressCount;
         i++)
    {
        [backtrace addObject:[NSString stringWithUTF8String:strs[i]]];
    }
    free(strs);
    return backtrace;
}


- (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);
    return appInfo;
}


//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
void UncaughtExceptionHandlers (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
void MySignalHandler(int signal)
{
    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

最后，在didFinishLaunchingWithOptions中调用该函数：

- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
    [UncaughtExceptionHandler InstallUncaughtExceptionHandler];//捕获内存访问错误,处理Signal
    return YES;
}

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：

//1.信号量
    int list[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];

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”