[译]理解 iOS 异常类型

系统管理员 2023-03-05 11:58 12阅读 0赞

> 原文链接：[Understanding iOS Exception Types][] (PS.由于未知原因已失效，经检查，文章中引用的链接都还有效 ：)
> 
> 翻译：CoderWangx

当你的iOS应用崩溃的时候，我们需要去分析**异常日志**以定位根本原因。崩溃可能是 “低内存崩溃 [Low Memory Crash][]” 或者 “普通异常崩溃”。当碰到“异常”时，更好的理解“不同类型的异常”能够真正帮助我们快速定位问题所在。

在这篇文章中，我们将研究 iOS 应用可能碰到的不同类型的“异常”，例如**EXC\_CRASH**、**EXC\_BAD\_ACCESS**、**EXC\_RESOURCE**、**00000020** 等。

### 崩溃日志中的“异常” ###

“异常”这个词在“崩溃日志”语境下更多与“Mach 异常”（以“**EXC\_为前缀”）和 “[UNIX 信号][UNIX]**”（如: **SIGSEGV**, **SIGBUS**等）相关。在某些情况下（应该是有对应的dSYM符号文件时）系统会通过映射将底层的 **Mach 异常** 翻译为 **UNIX 信号**。这就是为什么你能log中看到有用 **“EXC\_CRASH(SIGABRT)”** 及 **“EXC\_BAC\_ACCESS(SIGSEGV)”** 作为 **`异常类型（Exception Type）`**。

对于某些异常，还会附带一个关联的 **处理器定制异常码（processor-specific Exception Code）** 或者 **异常子类型（Exception Subtype）**，用以包含更多问题相关信息。举例来说， **“EXC\_BAC\_ACCESS”** 类型异常可能有一行如“KERN\_INVALID\_ADDRESS at 0x80000010”作为“异常码”； **“EXC\_RESOURCE”** 可能有一行"WAKEUPS"作为"异常子类别"。

### UNIX 信号 ###

iOS开发者常见的 UNIX 信号 如下：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>UNIX 信号</th> 
   <th>注释</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><a href="https://link.juejin.im/?target=http%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FSIGSEGV" rel="nofollow">SIGSEGV</a></td> 
   <td>访问无效的内存地址。地址存在，但是应用程序无法访问。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><a href="https://link.juejin.im/?target=http%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FSIGABRT" rel="nofollow">SIGABRT</a></td> 
   <td>程序崩溃。由 C函数&nbsp;<code>abort()</code>&nbsp;初始化。通常意味着系统检测到某些事务出错，例如&nbsp;<code>assert()</code>&nbsp;或者&nbsp;<code>NSAssert()</code>&nbsp;校验失败。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><a href="https://link.juejin.im/?target=http%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FSIGBUS" rel="nofollow">SIGBUS</a></td> 
   <td>访问无效的内存地址。地址不存在，或对齐无效。（The address does not exist, or the alignment is invalid.）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><a href="https://link.juejin.im/?target=http%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FSIGTRAP" rel="nofollow">SIGTRAP</a></td> 
   <td>调试器相关</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><a href="https://link.juejin.im/?target=http%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FSIGILL" rel="nofollow">SIGILL</a></td> 
   <td>尝试执行非法的、有缺陷、未知的或者需要权限的指令。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

> 更多 UNIX 信号 可以参考这里：[Unix\_signal][UNIX]。

### Mach 异常 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>Mach 异常</th> 
   <th>描述</th> 
   <th>注释</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>EXC_BAD_ACCESS</td> 
   <td>错误内存访问</td> 
   <td>访问“错误”内存地址。“错误”可能指“地址不存在”或者“应用没有权限访问”。因此通常与&nbsp;<strong>SIGBUS</strong>&nbsp;及&nbsp;<strong>SIGSEGV</strong>&nbsp;相关联。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>EXC_CRASH</td> 
   <td>异常跳出</td> 
   <td>通常与&nbsp;<strong>SIGABRT</strong>&nbsp;相关联，意思是由于检测到代码抛出的未捕获异常而使应用程序异常退出。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>EXC_BREAKPOINT</td> 
   <td>跟踪/断点捕获</td> 
   <td>通用与&nbsp;<strong>SIGTRAP</strong>&nbsp;相关联。可以由你自己的代码或者 NSExceptions 抛出时触发。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>EXC_GUARD</td> 
   <td>违反了受保护资源的防护（Violated Guarded Resource Protection）</td> 
   <td>由违背受保护资源防护触发，例如‘某些文件描述符’。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>EXC_BAD_INSTRUCTION</td> 
   <td>非法指令</td> 
   <td>通常与特定非法或未定义指令/操作数相关。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>EXC_RESOURCE</td> 
   <td>资源限制</td> 
   <td>应用由于达到资源消耗限制而退出。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>00000020</td> 
   <td>十六进制异常类型</td> 
   <td>非 'OS Kernel' 异常。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

> 查看完整 Mach 异常列表请参考 [这里][Link 1] (`sys/osfmk/mach/exception_types.h`)的源码文件。

### 异常 ###

EXC\_BAD\_ACCESS（错误内存访问）

“EXC\_BAD\_ACCESS” 是APP崩溃时最常见的异常之一。不幸的是，调试起来却不容易。

一般有两种可能性：

*  访问某些尚未初始化的对象。(**SIGBUS**)
 *  访问已经被 ARC 释放（导致地址变为不可访问）的对象。如果是这个情况，你通常可以在崩溃日志中的 “Backtrace” 顶部附近看到 `objc_release`。

示例如：

1.  `Exception Type: EXC_BAD_ACCESS (SIGSEGV)`
2.  `Exception Codes: KERN_INVALID_ADDRESS at 0x6d783f44`
3.  `...`
4.  `Exception Type: EXC_BAD_ACCESS (SIGBUS)`
5.  `Exception Codes: KERN_PROTECTION_FAILURE at 0x00000011`
6.  `复制代码`

“EXC\_BAD\_ACCESS”也有关联的“异常码”以帮助提供额外信息。举例来说，`KERN_PROTECTION_FAILURE` 表示内存有效，但是不允许当前形式的访问，`KERN_INVALID_ADDRESS` 意思是地址当前无效。

> 查看[这里][Link 2]的源码文件获取完整的可能值列表。

为了辅助调试 “EXC\_BAD\_ACCESS” 类型异常，你可以勾选 Xcode 中的 “Enable Zombie Objects” 后再尝试。

EXC\_CRASH（异常跳出）

相较于 “EXC\_BAD\_ACCESS”，“EXC\_CRASH" 更容易遇到。它通常发生在对象接收到未实现的消息时，如 Xcode 调试器中显示的 “unrecognized selector sent to instance 0x6a33840”。

> 一般情况里这个异常会与调试器一起发挥作用，因为调试器可以中断进程。如果没有附加调试器，会生成一个崩溃日志。

崩溃日志中展示的信息示例：

1.  `Exception Type: EXC_CRASH (SIGABRT)`
2.  `Exception Codes: 0x0000000000000000, 0x0000000000000000`
3.  `...`
4.  `## Usually you will see a similar line in the "backtrace" part`
5.  `2 CoreFoundation 0x36c02e02 -[NSObject(NSObject) doesNotRecognizeSelector:] + 166`
6.  
7.  `复制代码`

> 可能存在某些与“unrecognized selector”无关的特殊情况。如果碰到了，请注意到处都有可能发生这种事情。

另一个常见的“EXC\_CRASH”情况是关于“应用扩展（App Extensions）”。应用扩展如果“花了太长时间来初始化”则会被系统终止。在这种情况下，**异常子类型（Exception Subtype）显示为 `LAUNCH_HANG`，附带一个得体的异常消息（Exception Message）**：

1.  `Exception Type: EXC_CRASH (SIGABRT)`
2.  `Exception Subtype: LAUNCH_HANG`
3.  `Exception Message: The extension took too much time to initialize`
4.  
5.  `复制代码`

EXC\_BREAKPOINT（跟踪捕获）

与“EXC\_CRASH”非常相似，**EXC\_BREAKPOINT** 也往往与调试器一起发挥作用，在测试阶段被捕获。 当使用 **Swift** 时，在以下情况这个异常会在运行时抛出：

*  一个非可选类型值为nil
 *  强制类型转换失败

示例信息如：

1.  `Exception Type: EXC_BREAKPOINT (SIGTRAP)`
2.  `Exception Codes: 0x0000000000000002, 0x0000000000000000`
3.  
4.  `复制代码`

> 你可以在代码中手动调用 `__builtin_trap()` 来触发这个异常。

EXC\_GUARD（违反了受保护资源的防护）

与其他所有“EXC\_”前缀的异常不同，这个异常不是一个“原生”的 Mach 异常。事实上，它是为 **[XNU][]** \- 一个苹果开发的衍生操作系统内核 而添加的。

> "**XNU**" 代表 "X 不是 Unix"（X is Not Unix）。 “EXC\_GUARD”的定义可以在[这里][Link 3]\-`osfmk/mach/exception_types.h`找到。

这个异常的一个较好例子是应用程序在 Core Data 访问 SQLite 文件时关闭了它的“文件描述符（file descriptor）”。

在 iOS7 之前，这个异常会附带一部分“异常码（Exception Codes）”以帮助理解情况。异常码包含“两个”位域代码（如：`0x400000010000005e`）及**subcode**（如：`0x00007f8254a019c0`）。

位域代码部分可分解为“3”个区：

*  **Guard Type** \- 这个时候只有一种类型 - **受保护的文件描述符（guarded file descriptor（GUARD\_TYPE\_FD））**。值为`0x2`。如果你看到时 **0x4** 作为代码的前缀，则这个崩溃与“文件描述符”相关。
 *  **Flavor** \- 当违反“受保护的文件描述符”时的不同条件： 如果设置了“第1”（`[32]: "1 << 0"`）位（**kGUARD\_EXC\_CLOSE**），则它曾试图在“受保护的文件描述”上调用 `close()`。 如果设置了“第2”（`[33]: "1 << 1"`）位（**kGUARD\_EXC\_DUP**），则它试图在“受保护的文件描述符”上使用 `F_DUPFD` 或 `F_DUPFD_CLOEXEC` 调用 `dup(2)`,`dup2(2)`,`fcntl(2)`。还包含了尝试使用 `/dev/fd/`打开“文件描述符”。 如果设置了“第3”（`[34]: "1 << 2"`）位（**kGUARD\_EXC\_NOCLOEXEC**），则它试图关闭“文件描述符”上的“close-on-exec”标志。 如果设置了“第4”（`[35]: "1 << 3"`）位（**kGUARD\_EXC\_SOCKET\_IPC**），则它试图通过 套接字（socket）发送“受保护的文件描述符”。 如果设置了“第5”（`[36]: "1 << 4"`）位（**GUARD\_FILEPORT**），则它曾试图通过 套接字（socket）从“受保护的文件描述符”创建一个文件端口。 如果设置了“第6”（`[37]: "1 << 5"`）位（**kGUARD\_EXC\_MISMATCH**），说明“受保护的文件描述符”与“守卫”不相符。 如果设置了“第7”（`[38]: << 6`）位（**kGUARD\_EXC\_WRITE**），则它曾试图通过 套接字（socket）写入一个“受保护的文件描述符”。
 *  **File Descriptor** \- 应用尝试操作的受保护的文件描述符。- **subcode**部分包含“受保护的值”。

> 详细定义可以在[这里][Link 4]（`/bsd/sys/guarded.h`）找到。

从 iOS 7 开始，“Exception Codes”被提供更详细解释的“Exception Subtype”和“Exception Message”替代。

1.  `# iOS 6`
2.  `Exception Type: EXC_GUARD`
3.  `Exception Codes: 0x400000010000005e, 0x00007f8254a019c0`
4.  `# The type is "GUARD_TYPE_FD" (0x4), with "kGUARD_EXC_CLOSE". The FD is "94".`
5.  `# -------`
6.  `# iOS 7 and above`
7.  `Exception Type: EXC_GUARD`
8.  `Exception Subtype: GUARD_TYPE_FD`
9.  `Exception Message: CLOSE on file descriptor 81 (guarded with 0x0000000017e6eed0)`
10. `复制代码`

EXC\_BAD\_INSTRUCTION（非法指令）

“EXC\_BAD\_INSTRUCTION”，通常与“**SIGILL**”关联，是一个非常容易理解的异常 - 即你正在使用“错误”的指令或操作。然而，有时候也很难去调试。

以下是一些较常见的情况。 由于Xcode提供的调试信息，这个很容易识别 - 它是由于不安全的解包导致的。

1.  `## Usually show "EXC_BAD_INSTRUCTION (code=EXC_I386_INVOP, subcode=0x0)" in Xcode.`
2.  `“fatal error: unexpectedly found nil while unwrapping an Optional value”`
3.  `复制代码`

但是，像[这样][Link 5]和[这样][Link 6]（均为StackOverflow上的问题）的就不容易了 - 第一个是有关于 GCD 的使用，另一个是苹果的bug。 以下是崩溃日志中的显示格式：

1.  `Exception Type: EXC_BAD_INSTRUCTION (SIGILL)`
2.  `Exception Codes: 0x0000000000000001, 0x000000000000b6d2`
3.  `复制代码`

EXC\_RESOURCE

“EXC\_RESOURCE”意思是进程“达到资源消耗上限”。通常，当你的应用在一定时间内持续超出限制时会被触发。 这个异常包含“**Exception Subtype**”以帮助理解实际情况：

*  **CPU** \- 限制为 `50%`，时间不超过 `180秒`。
 *  **WAKEUPS** \- 表示线程每秒唤醒次数太多。限制为 `150次/每秒`， 时间不超过 `300秒`。
 *  **MEMORY** \- 没有相关文档描述限制信息。

与“EXC\_GUARD”类似，它曾使用“位域”来传递信息，现在也使用“Exception SubType”和“Exception Message”。

1.  `Exception Type: EXC_RESOURCE`
2.  `Exception Subtype: CPU`
3.  `Exception Message: (Limit 50%) Observed 85% over 180 secs`
4.  `---`
5.  `Exception Type: EXC_RESOURCE`
6.  `Exception Subtype: WAKEUPS`
7.  `Exception Message: (Limit 150/sec) Observed 206/sec over 300 secs`
8.  `---`
9.  `Exception Type: EXC_RESOURCE`
10. `Exception Subtype: MEMORY`
11. `Exception Message: Crossed High Water Mark`
12. `复制代码`

00000020

与“**EXC\_**”异常不同，这个“异常类型”实际上不能告诉你任何信息。取而代之，你应该查看“异常代码”获取更多详情。

*  `0x8badf00d`（读作 **ate bad food**）- 表示由于 watchdog 出现超时而导致应用被操作系统终止。通常意味着应用程序花了太长时间启动、关闭或者响应系统事件。一个非常典型的情况是“在主线程上做同步网络请求”。
 *  `0xbaaaaaad`（读作 “plooookhy”）- 表示日志是整个系统的堆栈，而不是崩溃报告。
 *  `0xc00010ff`（读作 **cool off（冷静）**）- 表示应用程序被系统关闭以响应热事件。
 *  `0xbad22222` \- 表示操作系统终止了一个VoIP程序，因为它过于频繁的执行恢复。
 *  `0xdead10cc`（读作 **dead lock（死锁）**）- 表示应用在后台运行时保持了系统资源。
 *  `0xdeadfa11`（读作 **deadfall**）- 表示应用被用户强制关闭了。强制关闭发生于用户先按下电源键直到“滑动来关机”出现然后按住主屏幕按钮。

> 这些“十六进制”代码实际上是[六音词][Link 7] \- 由我们开发者创建作为不容易忘记的魔法数字。

### 扩展阅读 ###

你可查看这篇文章 [Demystifying iOS Application Crash Logs ][Demystifying iOS Application Crash Logs]以了解iOS异常日志结构。

转载于:https://juejin.im/post/5d04bdf4f265da1b83338b8b

转载博客：[https://blog.csdn.net/weixin\_34375251/article/details/93172045][https_blog.csdn.net_weixin_34375251_article_details_93172045]

[Understanding iOS Exception Types]: https://link.juejin.im/?target=http%3A%2F%2Fwww.5neo.be%2Funderstanding-ios-exception-types%2F
[Low Memory Crash]: https://link.juejin.im/?target=https%3A%2F%2Fdeveloper.apple.com%2Flibrary%2Fios%2Ftechnotes%2Ftn2151%2F_index.html
[UNIX]: https://link.juejin.im/?target=https%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FUnix_signal
[Link 1]: https://link.juejin.im/?target=http%3A%2F%2Ffxr.watson.org%2Ffxr%2Fsource%2Fosfmk%2Fmach%2Fexception_types.h%3Fv%3Dxnu-2050.18.24
[Link 2]: https://link.juejin.im/?target=http%3A%2F%2Ffxr.watson.org%2Ffxr%2Fsource%2Fosfmk%2Fmach%2Fkern_return.h%3Fv%3Dxnu-2050.18.24
[XNU]: https://link.juejin.im/?target=https%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FXNU
[Link 3]: https://link.juejin.im/?target=http%3A%2F%2Fwww.opensource.apple.com%2Fsource%2Fxnu%2Fxnu-2422.1.72%2Fosfmk%2Fmach%2Fexception_types.h
[Link 4]: https://link.juejin.im/?target=http%3A%2F%2Fwww.opensource.apple.com%2Fsource%2Fxnu%2Fxnu-2782.10.72%2Fbsd%2Fsys%2Fguarded.h
[Link 5]: https://link.juejin.im/?target=http%3A%2F%2Fstackoverflow.com%2Fquestions%2F24337791%2Fexc-bad-instruction-code-exc-i386-invop-subcode-0x0-on-dispatch-semaphore-dis
[Link 6]: https://link.juejin.im/?target=http%3A%2F%2Fstackoverflow.com%2Fquestions%2F2506302%2Fexc-bad-instruction-sigill-at-random-during-use-of-app-bug-in-appkit
[Link 7]: https://link.juejin.im/?target=https%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FHexspeak
[Demystifying iOS Application Crash Logs]: https://link.juejin.im/?target=http%3A%2F%2Fwww.raywenderlich.com%2F23704%2Fdemystifying-ios-application-crash-logs
[https_blog.csdn.net_weixin_34375251_article_details_93172045]: https://blog.csdn.net/weixin_34375251/article/details/93172045