CrashLogger 是一个崩溃日志俘获工具，支持异常和信号的转发，而且在应用中集成多个崩溃监控 SDK 时，为了避免彼此冲突，可以将已经捕获的异常和信号转发给其他 SDK。代码如下：
import Foundation
class CrashLogger {
static let shared = CrashLogger()
private var previousExceptionHandler: NSUncaughtExceptionHandler?
private var previousSignalHandlers: [Int32: sig_t] = [:]
private init() {}
/// 初始化崩溃日志监控
func startMonitoring() {
setUncaughtExceptionHandler()
setSignalHandler()
}
/// 捕获未捕获的异常，并转发给其他 SDK
private func setUncaughtExceptionHandler() {
// 保存当前的异常处理器
previousExceptionHandler = NSGetUncaughtExceptionHandler()
NSSetUncaughtExceptionHandler { exception in
// 记录崩溃日志
let crashInfo = """
*** Uncaught Exception ***
Name: \(exception.name)
Reason: \(exception.reason ?? "Unknown")
UserInfo: \(exception.userInfo ?? [:])
CallStack:\n\(exception.callStackSymbols.joined(separator: "\n"))
"""
CrashLogger.shared.saveCrashLog(crashInfo)
// 调用之前的异常处理器（如果存在）
self.previousExceptionHandler?(exception)
}
}
/// 捕获 Unix 信号，并转发给其他 SDK
private func setSignalHandler() {
let signalTypes: [Int32] = [
SIGABRT, // Abort signal
SIGILL, // Illegal instruction
SIGSEGV, // Segmentation violation
SIGFPE, // Floating point exception
SIGBUS, // Bus error
SIGPIPE // Broken pipe
]
for signalType in signalTypes {
// 保存当前的信号处理器
let previousHandler = signal(signalType) { signal in
let crashInfo = """
*** Signal Crash ***
Signal: \(signal)
Description: \(CrashLogger.signalDescription(for: signal))
"""
CrashLogger.shared.saveCrashLog(crashInfo)
// 调用之前的信号处理器（如果存在）
if let previousHandler = CrashLogger.shared.previousSignalHandlers[signal] {
previousHandler(signal)
} else {
// 恢复默认信号处理器并重新触发信号
signal(signal, SIG_DFL)
raise(signal)
}
}
previousSignalHandlers[signalType] = previousHandler
}
}
/// 获取信号描述
private static func signalDescription(for signal: Int32) -> String {
switch signal {
case SIGABRT: return "SIGABRT: Abort signal"
case SIGILL: return "SIGILL: Illegal instruction"
case SIGSEGV: return "SIGSEGV: Segmentation violation"
case SIGFPE: return "SIGFPE: Floating point exception"
case SIGBUS: return "SIGBUS: Bus error"
case SIGPIPE: return "SIGPIPE: Broken pipe"
default: return "Unknown signal"
}
}
/// 保存崩溃日志
private func saveCrashLog(_ log: String) {
let fileName = "CrashLog_\(Date().timeIntervalSince1970).log"
let logDirectory = FileManager.default.urls(for: .documentDirectory, in: .userDomainMask).first!
let logFileURL = logDirectory.appendingPathComponent(fileName)
do {
try log.write(to: logFileURL, atomically: true, encoding: .utf8)
print("Crash log saved to: \(logFileURL)")
} catch {
print("Failed to save crash log: \(error.localizedDescription)")
}
}
}
-
保存现有处理器：
- 调用
NSGetUncaughtExceptionHandler()保存现有的异常处理器。 - 调用
signal()时，将返回的信号处理器保存在previousSignalHandlers中。
- 调用
-
转发异常：
- 在自定义的异常处理器中调用之前的异常处理器
previousExceptionHandler。
- 在自定义的异常处理器中调用之前的异常处理器
-
转发信号：
- 在自定义的信号处理器中调用之前的信号处理器
previousSignalHandlers[signal]。 - 如果没有之前的信号处理器，恢复默认信号处理器并重新触发信号。
- 在自定义的信号处理器中调用之前的信号处理器
-
信号恢复：
- 如果当前的信号处理器无法完全处理信号，则通过
raise(signal)重新触发信号。
- 如果当前的信号处理器无法完全处理信号，则通过
使用示例
import UIKit
@UIApplicationMain
class AppDelegate: UIResponder, UIApplicationDelegate {
func application(_ application: UIApplication, didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [UIApplication.LaunchOptionsKey: Any]?) -> Bool {
CrashLogger.shared.startMonitoring()
return true
}
}
注意事项
- 转发顺序：如果多个 SDK 注册了异常或信号处理器，转发的顺序是按照注册的顺序调用的。
-
信号处理器限制：某些信号（例如
SIGKILL和SIGSTOP）无法被捕获或转发，因为它们是由系统直接处理的。 - 线程安全：如果崩溃监控需要跨线程调用（例如，异常处理器可能涉及多线程日志处理），需确保线程安全。
通过这种方式，多个崩溃监控 SDK 可以和谐共存，互不干扰，确保每个 SDK 都能正常收到崩溃信息。
捕获异常和信号，涉及以下核心原理：
1. NSUncaughtExceptionHandler
NSSetUncaughtExceptionHandler 是一个全局函数，用于设置未捕获的异常处理器。
工作机制：
- 当应用中抛出
NSException，而且没有被do-catch或其他捕获机制处理时，系统会调用通过NSSetUncaughtExceptionHandler注册的处理器。 - 你可以在这个处理器中记录异常信息，比如异常的名称、原因、调用堆栈等。
原理：
-
NSUncaughtExceptionHandler是一个全局变量，指向开发者设置的处理函数。 - 每次未捕获的异常抛出时，运行时会检查这个变量，并调用其中的处理器函数。
限制：
-
只能捕获
NSException，无法捕获系统信号（如SIGSEGV等）或 Swift 的fatalError。 - 这种机制是线程不安全的，如果多个线程同时抛出异常，可能导致行为不一致。
2. Unix 信号处理器 (signal)
Unix 信号是操作系统用于向应用程序发送事件通知的机制，常用于处理严重错误（如非法内存访问、除零等）。
工作机制：
- 使用
signal()函数，可以为某些信号（如SIGABRT,SIGSEGV等）注册自定义处理器。 - 当应用程序触发信号时（例如访问非法内存地址），系统会调用注册的处理器函数。
原理：
- 每种信号都有一个默认的行为（例如终止程序）。
-
signal()函数允许开发者修改这种行为，将信号处理交给自定义函数。 - 注册自定义处理器后，信号触发时系统会调用你的函数，开发者可以记录日志或转发信号。
常见信号：
| 信号代码 | 描述 | 默认行为 |
|---|---|---|
SIGABRT |
调用 abort() 触发 |
终止程序 |
SIGILL |
非法指令 | 终止程序 |
SIGSEGV |
非法内存访问 | 终止程序 |
SIGFPE |
算术错误（如除零） | 终止程序 |
SIGBUS |
总线错误 | 终止程序 |
SIGPIPE |
向无读者的管道写入 | 终止程序 |
限制：
-
信号处理器运行在系统上下文中：不能调用非异步安全的函数（如
printf、malloc等）。 -
部分信号不可捕获：如
SIGKILL和SIGSTOP是系统保留信号，无法通过signal()捕获。 - 应用可能进入不可恢复的状态：例如访问非法内存后，继续运行可能引发更多崩溃。
3. 转发异常和信号
当多个崩溃监控工具（如 Firebase Crashlytics、Bugly 等）注册处理器时，需要将崩溃事件转发给之前注册的处理器，以避免覆盖。
原理：
- 对于
NSUncaughtExceptionHandler，系统只允许一个全局的异常处理器。因此在设置新的处理器之前，需要保存旧的处理器，等处理完成后调用旧处理器。 - 对于
signal，每个信号只允许一个处理函数。通过signal()获取当前的处理器地址并保存，然后在自定义处理器中手动调用旧处理器。
4. 保存崩溃日志
崩溃信息（包括异常或信号）会被捕获后保存到文件，或发送到远程服务器。
需要保存的信息：
- 崩溃类型：
Exception或Signal。 - 崩溃原因：
NSException.reason或信号描述。 - 调用堆栈：通过
exception.callStackSymbols获取调用栈。 - 设备信息：如系统版本、设备型号等（可通过
UIDevice或ProcessInfo获取）。
原理：
- 使用
FileManager将日志写入应用的沙盒目录，通常选择Documents目录。 - 如果需要实时上传，可在后台线程完成日志上传，但要注意在崩溃信号处理器中调用异步安全的 API。
5. 与多个崩溃监控 SDK 共存
- 全局竞争：多个 SDK 会试图设置自己的异常和信号处理器。为了避免冲突，需保存之前的处理器并在完成自己的逻辑后调用之前的处理器。
- 顺序问题：异常和信号处理是链式调用的，顺序由各 SDK 的加载顺序决定。如果某个 SDK 没有转发行为，后续的处理器将无法生效。
典型流程总结
- 应用启动时，
CrashLogger注册异常处理器和信号处理器。 - 当崩溃发生时：
- 如果是
NSException，触发异常处理器。 - 如果是信号（如
SIGSEGV），触发信号处理器。
- 如果是
- 崩溃信息被记录并保存。
- 如果有其他 SDK 注册的处理器，崩溃事件会被转发给这些处理器，确保所有 SDK 能正常接收到崩溃事件。
- 崩溃日志上传到服务器或本地保存，供后续分析。
通过上述机制，CrashLogger 不仅可以捕获崩溃，还能与其他 SDK 协同工作，最大化信息收集的完整性。
Unix 信号处理器在 App 中被接收的原理
Unix 信号是一种操作系统内核与进程之间的通信机制，用于通知进程发生了某种事件，例如访问非法内存、算术错误或手动触发的中断。以下是 Unix 信号在 iOS 应用中被接收的详细原理：
1. 信号的触发与传递
信号由操作系统内核发送，可以通过以下几种方式触发：
-
程序异常：程序运行时发生错误，如访问非法内存（触发
SIGSEGV）或除以零（触发SIGFPE）。 -
手动发送：开发者或其他进程通过
kill系统调用向进程发送信号。 -
硬件异常：如总线错误（
SIGBUS）。 -
系统行为：操作系统发送信号，如管道破裂（
SIGPIPE）或调用abort()触发SIGABRT。
当信号触发时，内核会查找目标进程的信号处理机制。
2. 信号的处理机制
每个进程有一张信号处理表（signal table），其中列出了进程对各种信号的处理方式。处理方式包括：
- 默认处理：系统定义的默认行为（如终止程序）。
-
忽略信号：通过设置
SIG_IGN忽略信号。 -
自定义处理器：通过
signal()或sigaction()为信号注册处理函数。 - 挂起进程：某些信号会暂停进程运行，等待进一步的操作。
当信号触发时，内核会根据信号处理表决定调用哪个处理器。如果是自定义处理器，内核会将控制权转交给注册的处理函数。
3. 在 App 中接收信号的过程
iOS 应用运行时可以通过 signal() 或更高级的 sigaction() 函数注册自定义信号处理器：
注册处理器
signal(SIGSEGV, signalHandler)
- 注册后，当
SIGSEGV信号触发时，系统会调用signalHandler函数。
触发信号
信号的触发方式如前所述。对于 iOS 应用，最常见的是由于非法操作（如数组越界访问）触发 SIGSEGV 或调用 abort() 触发 SIGABRT。
信号的分发
- 当信号触发后，内核会暂停当前线程的执行。
- 内核检查该信号的处理方式：
- 如果有自定义处理器，内核调用该处理器函数。
- 如果没有处理器或信号不可捕获（如
SIGKILL），执行默认行为。
调用处理器
注册的信号处理函数会被调用，开发者可以在其中执行日志记录或其他操作。但由于信号处理器运行在系统上下文中，有以下限制：
-
异步安全：只能调用异步信号安全的函数（如
write()），否则可能导致死锁或未定义行为。 - 简单操作：尽量只记录关键信息，不做复杂操作，因为应用可能已处于不可恢复状态。
4. 信号处理的生命周期
信号处理器的注册通常在应用启动时完成，代码如下：
func setupSignalHandlers() {
signal(SIGSEGV, signalHandler)
signal(SIGABRT, signalHandler)
signal(SIGFPE, signalHandler)
}
当信号触发时，系统自动调用 signalHandler 函数。示例：
void signalHandler(int signal) {
// 捕获信号后的处理逻辑
writeToLog("Received signal: \(signal)")
// 可选：将信号转发给之前的处理器
if (previousHandler) {
previousHandler(signal)
}
}
5. iOS 的特殊限制
- 沙盒机制：iOS 沙盒限制了应用对系统资源的直接访问，但信号机制仍可正常工作，因为它是操作系统内核的一部分。
-
可捕获信号有限：iOS 禁止捕获某些信号，如
SIGKILL和SIGSTOP，因为它们由系统保留。
6. 信号的转发
在多个崩溃监控工具中，每个工具可能注册自己的信号处理器。为了避免冲突，需要将信号转发给之前的处理器：
void signalHandler(int signal) {
// 记录信号
writeToLog("Signal received: \(signal)")
// 调用之前的处理器
if (previousHandler) {
previousHandler(signal)
}
}
通过这种方式，可以实现信号处理器的链式调用，使多个工具共存。
总结
Unix 信号处理机制通过内核触发信号、分发给应用进程的信号处理器实现。当信号到达时，iOS 应用通过注册的处理函数捕获信号并记录相关信息。信号处理器运行在系统上下文中，限制较多，需要特别注意安全性和转发机制，以确保多工具协作。
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