@TryLoveCatch 2022-05-18T11:45:32.000000Z 字数 13953 阅读 1604

Android知识体系之异常处理-Crash

Android知识体系

参考

java crash

Thread ThreadGroup的关系异常捕获
java子线程发生异常，默认不会捕获，如何捕获？
Android子线程异常，却可以捕获？
setDefaultUncaughtExceptionHandler
如果三方也设置了setDefaultUncaughtExceptionHandler，自己的app怎么处理，才能不能覆盖

背景

无论是Java还是Android项目，往往都会用到多线程。不管是主线程还是子线程，在运行过程中，都有可能出现未捕获异常。未捕获异常中含有详细的异常信息堆栈，可以很方便的去帮助我们排查问题。
默认情况下，异常信息堆栈都会在输出设备显示，同时，Java & Android为我们提供了未捕获异常的处理接口，使得我们可以去自定义异常的处理，甚至可以改变在异常处理流程上的具体走向，如常见的将异常信息写到本地日志文件，甚至上报服务端等。
在未捕获异常的处理机制上，总体上，Android基本沿用了Java的整套流程，同时，针对Android自身的特点，进行了一些特别的处理，使得在表现上与Java默认的流程会有一些差异。

使用方式

/**
 * 作用:
 * 1.收集错误信息
 * 2.保存错误信息
 */
public class CrashHandler implements Thread.UncaughtExceptionHandler {
    private static CrashHandler sInstance = null;
    private Thread.UncaughtExceptionHandler mDefaultHandler;
    private Context mContext;
    // 保存手机信息和异常信息
    private Map<String, String> mMessage = new HashMap<>();
    public static CrashHandler getInstance() {
        if (sInstance == null) {
            synchronized (CrashHandler.class) {
                if (sInstance == null) {
                    synchronized (CrashHandler.class) {
                        sInstance = new CrashHandler();
                    }
                }
            }
        }
        return sInstance;
    }
    private CrashHandler() {
    }
    /**
     * 初始化默认异常捕获
     *
     * @param context context
     */
    public void init(Context context) {
        mContext = context;
        // 获取默认异常处理器
        mDefaultHandler = Thread.getDefaultUncaughtExceptionHandler();
        // 将此类设为默认异常处理器
        Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(this);
    }
    @Override
    public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
        if (!handleException(e)) {
            // 未经过人为处理,则调用系统默认处理异常,弹出系统强制关闭的对话框
            if (mDefaultHandler != null) {
                mDefaultHandler.uncaughtException(t, e);
            }
        } else {
            // 已经人为处理,系统自己退出
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e1) {
                e1.printStackTrace();
            }
            Process.killProcess(Process.myPid());
            System.exit(1);
        }
    }
    /**
     * 是否人为捕获异常
     *
     * @param e Throwable
     * @return true:已处理 false:未处理
     */
    private boolean handleException(Throwable e) {
        if (e == null) {// 异常是否为空
            return false;
        }
        new Thread() {// 在主线程中弹出提示
            @Override
            public void run() {
                Looper.prepare();
                Toast.makeText(mContext, "捕获到异常", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                Looper.loop();
            }
        }.start();
        collectErrorMessages();
        // 保存信息等操作
        return false;
    }
    /**
     * 1.收集错误信息
     */
    private void collectErrorMessages() {
        PackageManager pm = mContext.getPackageManager();
        try {
            PackageInfo pi = pm.getPackageInfo(mContext.getPackageName(), PackageManager.GET_ACTIVITIES);
            if (pi != null) {
                String versionName = TextUtils.isEmpty(pi.versionName) ? "null" : pi.versionName;
                String versionCode = "" + pi.versionCode;
                mMessage.put("versionName", versionName);
                mMessage.put("versionCode", versionCode);
            }
            // 通过反射拿到错误信息
            Field[] fields = Build.class.getFields();
            if (fields != null && fields.length > 0) {
                for (Field field : fields) {
                    field.setAccessible(true);
                    try {
                        mMessage.put(field.getName(), field.get(null).toString());
                    } catch (IllegalAccessException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在自定义Application里面执行：

CrashHandler.getInstance().init(this);

未捕获异常处理流程

问题

我们先可以思考几个问题：

Java子线程中出现了未捕获的异常，是否会导致主进程退出？
Android子线程中出现了未捕获的异常，是否会导致App闪退？
Android项目中，当未作任何处理时，未捕获异常发生时，Logcat中的异常堆栈信息是如何输出的？
Android项目中，可能引入了多个质量监控的三方库，为何三方库之间，甚至与主工程之间都没有冲突？
Android中因未捕获异常导致闪退时，如何处理，从而可以将异常信息写到本地日志文件甚至上报服务端？
Java & Android对未捕获异常的处理流程有何异同？

Java子线程中出现了未捕获的异常，是否会导致主进程退出？

package com.corn.javalib;
public class MyClass {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("thread name:" + Thread.currentThread().getName() + " begin...");
        Thread thread = new Thread(new MyRunnable());
        thread.start();
        try {
            Thread.currentThread().sleep(1000);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("thread name:" + Thread.currentThread().getName() + " end...");
    }
    static class MyRunnable implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("thread name:" + Thread.currentThread().getName() + " start run");
            errorMethod();
            System.out.println("thread name:" + Thread.currentThread().getName() + " end run");
        }
    }
    public static int errorMethod() {
        String name = null;
        return name.length();
    }
}

执行Java程序，最后输出结果为：

thread name:main begin...
thread name:Thread-0 start run
Exception in thread "Thread-0" java.lang.NullPointerException
    at com.corn.javalib.MyClass.errorMethod(MyClass.java:35)
    at com.corn.javalib.MyClass$MyRunnable.run(MyClass.java:26)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
thread name:main end...
Process finished with exit code 0

我们发现，主线程中新起的子线程在运行时，出现了未捕获异常，但是，main主线程还是可以继续执行下去的，对整个进程而言，最终是Process finished with exit code 0，说明也没有异常终止。

因此，第一个问题的结果是：

Java子线程中出现了未捕获的异常，默认情况下不会导致主进程异常终止。

Android子线程中出现了未捕获的异常，是否会导致App闪退？

同样的，新建Android工程后，模拟对应的场景，例如点击按钮，启动子线程，发现App直接闪退，AS Logcat中对应有如下日志输出：

2019-11-21 19:10:42.678 26259-26449/com.corn.crash I/System.out: thread name:Thread-2 start run
2019-11-21 19:10:42.679 26259-26449/com.corn.crash E/AndroidRuntime: FATAL EXCEPTION: Thread-2
    Process: com.corn.crash, PID: 26259
    java.lang.NullPointerException: Attempt to invoke virtual method 'int java.lang.String.length()' on a null object reference
        at com.corn.crash.MainActivity.errorMethod(MainActivity.java:76)
        at com.corn.crash.MainActivity$MyRunnable.run(MainActivity.java:67)
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:764)
2019-11-21 19:10:42.703 26259-26449/com.corn.crash I/Process: Sending signal. PID: 26259 SIG: 9

从日志信息上看，SIG: 9，对应SIGKILL，意味着App进程被kill掉(参考)，日志信息堆栈中给出了具体的异常位置，于是，我们得出如下结论：

默认情况下，Android子线程中出现了未捕获的异常，在是会导致App闪退的，且有异常信息堆栈输出。

我们发现，基于Java基础上的Android，默认情况下，对于子线程中的未捕获异常，在进程是否异常退出方面，却有着相反的结果：

Java中，子线程未捕获异常，不会导致进程退出
Android中，子线程未捕获异常，不会导致进程退出

Android项目中，当未作任何处理时，未捕获异常发生时，Logcat中的异常堆栈信息是如何输出的？

Java异常处理流程

我们先来看看Java的异常处理流程，具体参考Thread类：

注：图中，红框里面的是静态方法

Thread#dispatchUncaughtException

public final void dispatchUncaughtException(Throwable e) {
    Thread.UncaughtExceptionHandler initialUeh =
            Thread.getUncaughtExceptionPreHandler();
    if (initialUeh != null) {
        try {
            initialUeh.uncaughtException(this, e);
        } catch (RuntimeException | Error ignored) {
            // Throwables thrown by the initial handler are ignored
        }
    }
    getUncaughtExceptionHandler().uncaughtException(this, e);
}

Thread.getUncaughtExceptionPreHandler
注意静态方法
Thread#getUncaughtExceptionHandler()

public UncaughtExceptionHandler getUncaughtExceptionHandler() {
    return uncaughtExceptionHandler != null ?
        uncaughtExceptionHandler : group;
}

uncaughtExceptionHandler不为null
uncaughtExceptionHandler为null，就的的group
所以group也实现了UncaughtExceptionHandler接口
一般来说，我们传入的ThreadGroup都为null，所以会获取执行new Thread的线程的ThreadGroup

 public Thread() {
    init(null, null, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
}
 private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name, long stackSize) {
    Thread parent = currentThread();
    if (g == null) {
        g = parent.getThreadGroup();
    }
}

ThreadGroup#uncaughtException

public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
    if (parent != null) {
        parent.uncaughtException(t, e);
    } else {
        Thread.UncaughtExceptionHandler ueh =
            Thread.getDefaultUncaughtExceptionHandler();
        if (ueh != null) {
            ueh.uncaughtException(t, e);
        } else if (!(e instanceof ThreadDeath)) {
            System.err.print("Exception in thread \""
                             + t.getName() + "\" ");
            e.printStackTrace(System.err);
        }
    }
    }

如果父线程组不为空，则递归调用父线程组的uncaughtException，直到为null，就调用Thread.getDefaultUncaughtExceptionHandler()来处理。除非重写了ThreadGroup#uncaughtException，才不会执行Thread.getDefaultUncaughtExceptionHandler()

Thread.getDefaultUncaughtExceptionHandler()
注意静态方法

Android增加的异常处理

当Android项目中出现未捕获异常时，Logcat中默认会自动有异常堆栈信息输出，且信息输出的前缀为：
E/AndroidRuntime: FATAL EXCEPTION:。我们很容易猜想到，这应该是系统层直接输出的，搜索framework源码，很快可以找到具体输出日志的位置在RuntimeInit.java中。

@UnsupportedAppUsage
public static final void main(String[] argv) {
    enableDdms();
    if (argv.length == 2 && argv[1].equals("application")) {
        if (DEBUG) Slog.d(TAG, "RuntimeInit: Starting application");
        redirectLogStreams();
    } else {
        if (DEBUG) Slog.d(TAG, "RuntimeInit: Starting tool");
    }
    commonInit();
    /*
     * Now that we're running in interpreted code, call back into native code
     * to run the system.
     */
    nativeFinishInit();
    if (DEBUG) Slog.d(TAG, "Leaving RuntimeInit!");
}

private static final void commonInit() {
    if (DEBUG) Slog.d(TAG, "Entered RuntimeInit!");
    /*
     * set handlers; these apply to all threads in the VM. Apps can replace
     * the default handler, but not the pre handler.
     */
    LoggingHandler loggingHandler = new LoggingHandler();
    RuntimeHooks.setUncaughtExceptionPreHandler(loggingHandler);
    Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(new KillApplicationHandler(loggingHandler));
    //...
    //...
}

/**
 * Logs a message when a thread encounters an uncaught exception. By
 * default, {@link KillApplicationHandler} will terminate this process later,
 * but apps can override that behavior.
 */
private static class LoggingHandler implements Thread.UncaughtExceptionHandler {
    public volatile boolean mTriggered = false;
    @Override
    public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
        mTriggered = true;
        // Don't re-enter if KillApplicationHandler has already run
        if (mCrashing) return;
        // mApplicationObject is null for non-zygote java programs (e.g. "am")
        // There are also apps running with the system UID. We don't want the
        // first clause in either of these two cases, only for system_server.
        if (mApplicationObject == null && (Process.SYSTEM_UID == Process.myUid())) {
            Clog_e(TAG, "*** FATAL EXCEPTION IN SYSTEM PROCESS: " + t.getName(), e);
        } else {
            StringBuilder message = new StringBuilder();
            // The "FATAL EXCEPTION" string is still used on Android even though
            // apps can set a custom UncaughtExceptionHandler that renders uncaught
            // exceptions non-fatal.
            message.append("FATAL EXCEPTION: ").append(t.getName()).append("\n");
            final String processName = ActivityThread.currentProcessName();
            if (processName != null) {
                message.append("Process: ").append(processName).append(", ");
            }
            message.append("PID: ").append(Process.myPid());
            Clog_e(TAG, message.toString(), e);
        }
    }
}

/**
 * Handle application death from an uncaught exception.  The framework
 * catches these for the main threads, so this should only matter for
 * threads created by applications. Before this method runs, the given
 * instance of {@link LoggingHandler} should already have logged details
 * (and if not it is run first).
 */
private static class KillApplicationHandler implements Thread.UncaughtExceptionHandler {
    private final LoggingHandler mLoggingHandler;
    /**
     * Create a new KillApplicationHandler that follows the given LoggingHandler.
     * If {@link #uncaughtException(Thread, Throwable) uncaughtException} is called
     * on the created instance without {@code loggingHandler} having been triggered,
     * {@link LoggingHandler#uncaughtException(Thread, Throwable)
     * loggingHandler.uncaughtException} will be called first.
     *
     * @param loggingHandler the {@link LoggingHandler} expected to have run before
     *     this instance's {@link #uncaughtException(Thread, Throwable) uncaughtException}
     *     is being called.
     */
    public KillApplicationHandler(LoggingHandler loggingHandler) {
        this.mLoggingHandler = Objects.requireNonNull(loggingHandler);
    }
    @Override
    public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
        try {
            ensureLogging(t, e);
            // Don't re-enter -- avoid infinite loops if crash-reporting crashes.
            if (mCrashing) return;
            mCrashing = true;
            // Try to end profiling. If a profiler is running at this point, and we kill the
            // process (below), the in-memory buffer will be lost. So try to stop, which will
            // flush the buffer. (This makes method trace profiling useful to debug crashes.)
            if (ActivityThread.currentActivityThread() != null) {
                ActivityThread.currentActivityThread().stopProfiling();
            }
            // Bring up crash dialog, wait for it to be dismissed
            ActivityManager.getService().handleApplicationCrash(
                    mApplicationObject, new ApplicationErrorReport.ParcelableCrashInfo(e));
        } catch (Throwable t2) {
            if (t2 instanceof DeadObjectException) {
                // System process is dead; ignore
            } else {
                try {
                    Clog_e(TAG, "Error reporting crash", t2);
                } catch (Throwable t3) {
                    // Even Clog_e() fails!  Oh well.
                }
            }
        } finally {
            // Try everything to make sure this process goes away.
            Process.killProcess(Process.myPid());
            System.exit(10);
        }
    }
    /**
     * Ensures that the logging handler has been triggered.
     *
     * See b/73380984. This reinstates the pre-O behavior of
     *
     *   {@code thread.getUncaughtExceptionHandler().uncaughtException(thread, e);}
     *
     * logging the exception (in addition to killing the app). This behavior
     * was never documented / guaranteed but helps in diagnostics of apps
     * using the pattern.
     *
     * If this KillApplicationHandler is invoked the "regular" way (by
     * {@link Thread#dispatchUncaughtException(Throwable)
     * Thread.dispatchUncaughtException} in case of an uncaught exception)
     * then the pre-handler (expected to be {@link #mLoggingHandler}) will already
     * have run. Otherwise, we manually invoke it here.
     */
    private void ensureLogging(Thread t, Throwable e) {
        if (!mLoggingHandler.mTriggered) {
            try {
                mLoggingHandler.uncaughtException(t, e);
            } catch (Throwable loggingThrowable) {
                // Ignored.
            }
        }
    }
}

主要是这几句：


LoggingHandler loggingHandler = new LoggingHandler();
RuntimeHooks.setUncaughtExceptionPreHandler(loggingHandler);
Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(new KillApplicationHandler(loggingHandler));

所以Android默认设置了uncaughtExceptionPreHandler和defaultUncaughtExceptionHandler

小结

变量	描述	静态？	隐藏？	Android默认值	备注
uncaughtExceptionPreHandler	进程唯一的异常预处理器	是	是	LoggingHandler，用来打印log，也就是FATAL EXCEPTION	线程共享
uncaughtExceptionHandler	线程单独的异常处理器	否	否	无	线程独有
defaultUncaughtExceptionHandler，弹出crash dialog并且杀死进程	进程唯一的默认预处理器	是	否	KillApplicationHandler	线程共享

默认情况下，未捕获异常发生时，Logcat中的异常堆栈信息，是从framework层，
具体是RuntimeInit.java类中的loggingHandler异常处理处理对象中的uncaughtException输出。

Android项目中，可能引入了多个质量监控的三方库，为何三方库之间，甚至与主工程之间都没有冲突?

例如项目中接入了腾讯的bugly，同时又接入了友盟或firebase，且项目自身，往往还自定义了异常处理器。这在实际项目开发中是非常常见的。

我们可以非常肯定的说：当有未捕获异常出现时，多个质量监控的后台，都能有效收集到对应的错误信息。这也是实际上都知道的“常识”

但是，为什么彼此之间没有互相冲突，也没有相互影响呢？

原因在于大家都是遵循同样的一套原则去处理未捕获的异常，而未实际去阻断或不可逆的直接改变未捕获异常的流程：

各自自定义异常处理时，先获取线程默认的异常处理器，暂存起来
然后各自设置自定义的异常处理器，但在实现的uncaughtException方法中，处理完自己的逻辑后，适时的去调用原有的线程默认的异常处理

如此，表面上看，是static静态变量（线程默认的异常处理器）每次被重新覆盖，实际上却达到了彼此间的自定义的异常处理逻辑都能实现，互不影响。
可以参考文章开头的那个使用，就是这种处理方式。

Java & Android对未捕获异常的处理流程有何异同？

这个根据上面的分析，答案显而易见，不赘述了

native crash

https://juejin.cn/post/6931939584548798471

总的来说就是通过信号量来实现的。

信号量捕获机制是建立在Linux系统底层的信号机制之上的方法，系统层会在发生崩溃的时候发送一些特定信号，通过捕获并处理这些特定信号，我们就能够避免JNI crash的发生，从而相对优雅的结束程序的执行。

拾遗

Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler()来处理Android的未捕获异常，是否会有问题？

重写了ThreadGroup#uncaughtException()，不在调用Thread.getDefaultUncaughtExceptionHandler()
重写Thread#setUncaughtExceptionHandler()

这两种方式都是可以跳过defaultUncaughtExceptionHandler。
在Android环境下，可以通过重写Thread#setUncaughtExceptionHandler()，来避免该线程崩溃，从来引发App崩溃

拦截系统主线程崩溃处理

Cockroach原理

拦截主进程崩溃其实也有一定的弊端，因为给用户的感觉是点击没有反应，因为崩溃已经被拦截了。如果是Activity.create崩溃，会出现黑屏问题，所以如果Activity.create崩溃，必须杀死进程，让APP重启，避免出现改问题。

有没有其他办法可以保证 App 在抛出异常不 crash 的情况下，又能保证不会卡死呢？looper 是查询事件的核心类，那么我们是否可以不让跳出 loop 循环呢。
可以给消息队列发送一个 loop 循环，然后给这个 loop 做一个 try-catch ，一旦外层的 loop 检测到这个事件，就会执行我们自己创建的 loop 循环，这样以后 App 内的所有事件都会在我们自己的 loop 循环中处理。
一旦抛出异常，跳出 loop 循环以后，我们也可以在 loop 外层套一层 while 循环，让自己的 loop 再次工作。

public class MyApplication extends Application {
    @Override
    protected void attachBaseContext(Context base) {
        super.attachBaseContext(base);
        new Handler(getMainLooper()).post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    try {
                        Looper.loop();
                    } catch (Throwable e) {
                        e.printStackTrace();
                        // TODO 需要手动上报错误到异常管理平台，比如bugly，及时追踪问题所在。
                        if (e.getMessage() != null && e.getMessage().startsWith("Unable to start activity")) {
                            // 如果打开Activity崩溃，就杀死进程，让APP重启。
                            android.os.Process.killProcess(android.os.Process.myPid());
                            break;
                        }
                    }
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