Crash 防护方案(一):Unrecognized Selector

线上 APP Crash 是比较严重的问题,既影响用户体验又不利于程序猿们的 KPI,我们应当尽量避免线上 Crash 的出现,所以希望在 APP 发生 Crash 的时候能够实现自动防护,虽然我们的手段可能会导致业务逻辑的出错,但我们可以通过记录 Crash,上报堆栈来及时解决问题,也比用户 APP 崩溃掉要好得多。

文章参考网易iOS App运行时Crash自动防护实践 但给出了具体的实践,有一些不同的方案,分析常用开源库的做法或给出 Demo 来实现解决方案。

本系列文章防护方案应对的的 Crash 有以下几种:

  • Unrecognized Selector Crash
  • EXC_BAD_ACCESS crash
  • Container Crash
  • NSTimer Crash
  • KVO Crash
  • NSNotificationCenter Crash

Unrecognized Selector Crash

1
2
UIView *view = [UIView new];
[view performSelector:@selector(log)];

2019-07-08 14:07:35.895216+0800 GHLCrashGuard_Example[42376:3276094] *** Terminating app due to uncaught exception ‘NSInvalidArgumentException’, reason: ‘-[UIView log]: unrecognized selector sent to instance 0x7f8e78c13950’

这算是 OC 里很经典常见的 Crash 了,出现的原因是向一个对象发送了该对象无法响应的消息,或者可以理解为调用一个对象不存在的方法发生的 Crash。简单陈述一下 OC 消息发送转发流程,从 objc_msgSend 方法开始,OC 消息发送机制看起来像是 objc_msgSend 返回了数据,其实 objc_msgSend 从不返回数据而是你的方法被调用后返回了数据。步骤:

1、检测这个 selector 是不是要忽略的。比如 Mac OS X 开发,有了垃圾回收就不理会 retain, release 这些函数了。
2、检测这个 target 是不是 nil 对象。ObjC 的特性是允许对一个 nil 对象执行任何一个方法不会 Crash,因为会被忽略掉。
3、如果上面两个都过了,那就开始查找这个类的 IMP,先从 cache 里面找,完了找得到就跳到对应的函数去执行。
4、如果 cache 找不到就找一下方法分发表。
5、如果分发表找不到就到超类的分发表去找,一直找,直到找到 NSObject 类为止。

如果还找不到就要开始进入动态方法解析了。当向一个对象发送消息,发现对象无法响应,对象会依次执行以下方法,这也是 ObjC 的运行时给出的三次拯救程序崩溃的机会:

6、ObjC 运行时会调用 +resolveInstanceMethod: 或者 +resolveClassMethod:,让你有机会提供一个函数实现。如果你添加了函数并返回 YES,那运行时系统就会重新启动一次消息发送的过程,如果 resolve 方法返回 NO ,运行时就会移到下一步,消息转发(Message Forwarding)。
7、如果目标对象实现了-forwardingTargetForSelector: 方法,Runtime 这时就会调用这个方法,给你把这个消息转发给其他对象的机会。只要这个方法返回的不是 nil 和 self,整个消息发送的过程就会被重启,当然发送的对象会变成你返回的那个对象。否则,就会继续
8、这一步是 Runtime 最后一次给你挽救的机会。首先它会发送 -methodSignatureForSelector: 消息获得函数的参数和返回值类型。
如果 -methodSignatureForSelector: 返回 nil,Runtime 则会发出 -doesNotRecognizeSelector: 消息,程序这时也就挂掉了。
如果返回了一个函数签名,Runtime 就会创建一个 NSInvocation 对象并发送 -forwardInvocation: 消息给目标对象。

解决方案

Unrecognized Selector Crash 正是发生在 -doesNotRecognizeSelector: 消息里。防护方案是去 hook NSObject 的 -forwardingTargetForSelector: 方法,具体思路是:

1、如果对象(或者父类)没有重写 forwardInvocation: 方法,那么就认为是调用出错了
2、为了防止 Crash 这时新建一个干净的 GHLCrashGuardProxy 对象,把方法转发给 GHLCrashGuardProxy
3、GHLCrashGuardProxy 在 resolveInstanceMethod: 中动态的创建一个返回空的方法,然后执行该方法防止 Crash

这里我们选择 hook forwardingTargetForSelector 方法的原因是:

1、resolveInstanceMethod 需要在类的本身上动态添加它本身不存在的方法,这些方法对于该类本身来说冗余的
2、forwardInvocation 可以通过 NSInvocation 的形式将消息转发给多个对象,但是其开销较大,需要创建新的 NSInvocation 对象,并且 forwardInvocation 的函数经常被使用者调用,来做多层消息转发选择机制,不适合多次重写
3、forwardingTargetForSelector 可以将消息转发给一个对象,开销较小,并且被重写的概率较低,适合重写

代码实现

Hook 示例:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
#import "NSObject+GHLCrashGuard.h"
#import <JRSwizzle/JRSwizzle.h>
#import "GHLUnrecognizedSelectorManager.h"

@implementation NSObject (GHLCrashGuard)

+ (void)load {
// Unrecognized Selector
[self jr_swizzleMethod:@selector(forwardingTargetForSelector:) withMethod:@selector(ghl_forwardingTargetForSelector:) error:nil];
}

- (id)ghl_forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {

return [[GHLUnrecognizedSelectorManager sharedInstance] handleObject:self forwardingTargetForSelector:aSelector];
}

@end

GHLUnrecognizedSelectorManager 查询是否重写 forwardInvocation: 方法并做转发操作:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
- (id)handleObject:(__unsafe_unretained id)object forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {

if (![self needGuard:[object class]]) {
return nil;
}

NSLog(@"[%@ %@]: unrecognized selector sent to instance %@", [object class], NSStringFromSelector(aSelector), object);

return [GHLCrashGuardProxy new];
}

- (BOOL)needGuard:(Class)cls {

// 如果重写了 forwardInvocation,说明自己要处理,这里直接返回
if ([self methodHasOverwrited:@selector(forwardInvocation:) cls:cls]) {
return NO;
}
return YES;
}

// 判断 cls 是否重写了 sel 方法,递归调用判断但不包括 NSObject
- (BOOL)methodHasOverwrited:(SEL)sel cls:(Class)cls {

unsigned int methodCount = 0;
Method *methods = class_copyMethodList(cls, &methodCount);
for (int i = 0; i < methodCount; i++) {
Method method = methods[i];
if (method_getName(method) == sel) {
free(methods);
return YES;
}
}
free(methods);

// 可能父类实现了这个 sel,一直遍历到基类 NSObject 为止
if ([cls superclass] != [NSObject class]) {
return [self methodHasOverwrited:sel cls:[cls superclass]];
}
return NO;
}

GHLCrashGuardProxy 的 resolveInstanceMethod: 实现:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
class_addMethod([self class], sel, imp_implementationWithBlock(^{
// 收集堆栈,上报 Crash
NSLog(@"%@", [NSThread callStackSymbols]);

return nil;
}), "@@:");
return YES;
}

这里为了方便展示用了 NSThread 的 callStackSymbols 来收集堆栈,但这个方法只能收集当前线程的对战,实际工作时可以选择 backtrace_symbols 方法或者更好的堆栈收集工具。

The return value describes the call stack backtrace of the current thread at the moment this method was called.

Demo 地址:GHLCrashGuard:GHLCrashGuard/Classes/Unrecognized Selector

后记