IOS應用程序崩潰日誌分析

作爲一名應用開發者,你是否有過如下經歷?
 
爲確保你的應用正確無誤,在將其提交到應用商店之前,你必定進行了大量的測試工作。它在你的設備上也運行得很好,但是,上了應用商店後,還是有用戶抱怨會閃退 !
 
如果你跟我一樣是個完美主義者,你肯定想將應用做到盡善盡美。於是你打開代碼準備修復閃退的問題……但是,從何處着手呢?
 
這時iOS崩潰日誌派上用場了。在大多數情況下,你能從中瞭解到關於閃退的詳盡、有用的信息。
 
通過本教程,你將學習到一些常見的崩潰日誌案例,以及如何從開發設備和iTunes Connect上獲取崩潰日誌文件。你還將學習到符號化( symbolication),從日誌追蹤到代碼 。你還將學習調試一個在待定情況下會閃退的應用。
 
讓我們開始動手吧!
 
什麼是崩潰日誌,從哪裏能得它?
iOS設備上的應用閃退時,操作系統會生成一個崩潰報告,也叫崩潰日誌,保存在設備上。
 
崩潰日誌上有很多有用的信息,包括應用是什麼情況下閃退的。通常,上面有每個正在執行線程的完整堆棧跟蹤信息,所以你能從中瞭解到閃退發生時各線程都在做什麼,並分辨出閃退發生在哪個線程上。
 
有幾種方法可以從設備上獲取崩潰日誌。
 
設備與電腦上的iTunes Store同步後,會將崩潰日誌保存在電腦上。根據電腦操作系統的不同,崩潰日誌將保存在以下位置:
Mac OS X:~/Library/Logs/CrashReporter/MobileDevice/
 
Windows XP: C:Documents and Settings<USERNAME>Application DataApple ComputerLogsCrashReporterMobileDevice<DEVICE_NAME>
 
Windows Vista or 7:  C:Users<USERNAME>AppDataRoamingApple ComputerLogsCrashReporterMobileDevice<DEVICE_NAME>
 
當用戶抱怨閃退時,你可以要求他讓設備與iTunes同步,並根據操作系統的不同,到上述位置把崩潰日誌下載下來,然後通過電子郵件發送給你。
 
你必需儘量獲取用戶設備生成的所有崩潰日誌。因爲崩潰日誌越多,就越容易診斷問題所在!
 
另外,如果你裝了Xcode,也能很容易通過Xcode從你的設備上獲得崩潰日誌。將iOS設備連接到電腦上,然後打開Xcode。從菜單欄上選擇 Window  菜單, 然後選擇 Organizer (快捷方式是 Shift-CMD-2).
在 Organizer 窗口上, 選中 Devices 標籤欄. 在左側的導航面板上,選中 Device Logs, 如下圖所示:

 
看看上圖,左側有好幾個 Device Logs 菜單項。 LIBRARY 下面的Device Logs是你所有設備(曾經連接到Xcode的)的日誌 。每個設備下面的 Device Logs 是對應設備的日誌。
 
應用提交到App Store後,你也能從 iTunes Connect 獲取到用戶的崩潰日誌. 登錄到 iTunes Connect 上, 選擇 Manage Your Applications, 點擊相應的應用, 點擊應用圖標下面的 View Details 按鈕, 然後點擊右欄Links部分的  Crash Reports 

如果沒有崩潰日誌,試試點擊Refresh 按鈕刷新一下。如果你的應用還賣得不多,或者剛上架不久,iTunes Connect賬號上也可能還沒有任何崩潰日誌。
 
如果iTunes Connect上有崩潰日誌,你將看到如下圖:

 
有時,儘管有用戶報告閃退,你仍然看不到崩潰報告。這時,最好讓用戶直接把崩潰報告發送給你。
 
什麼情況下會產生崩潰日誌?
兩種主要情況會產生崩潰日誌:
1.應用違反操作系統規則。
2.應用中有Bug。
 
違反iOS規則包括在啓動、恢復、掛起、退出時watchdog超時、用戶強制退出和低內存終止。讓我們詳細瞭解一下吧。
 
Watchdog 超時機制
從iOS 4.x開始,退出應用時,應用不會立即終止,而是退到後臺。但是,如果你的應用響應不夠快,操作系統有可能會終止你的應用,併產生一個崩潰日誌。這些事件與下列UIApplicationDelegate方法相對應:
application:didFinishLaunchingWithOptions:
applicationWillResignActive:
applicationDidEnterBackground:
applicationWillEnterForeground:
applicationDidBecomeActive:
applicationWillTerminate:
 
上面所有這些方法,應用只有有限的時間去完成處理。如果花費時間太長,操作系統將終止應用。
 
注意: 如果你沒有把需要花費時間比較長的操作(如網絡訪問)放在後臺線程上就很容易發生這種情況。關於如果避免這種情況的信息,請參考我們的另外兩篇教程: Grand Central Dispatch 和 NSOperations。
 
用戶強制退出
iOS 4.x開始支持多任務。如果應用阻塞界面並停止響應, 用戶可以通過在主屏幕上雙擊Home按鈕來終止應用。此時,操作應用將生成一個崩潰日誌。
 
注意: 雙擊Home按鈕後,你將看到運行過的所有應用。那些應用不一定是正在運行,也不一定是被掛起。
 
通常,用戶點擊Home按鈕時,應用將在後臺保留約10分鐘,然後操作系統自動將其終止。 所以雙擊Home按鈕顯示的應用列表只是表明那是一系列過去打開過的應用。刪除那些應用的圖標不會產生任何崩潰日誌。
 
低內存終止
子類化UIViewController時,你或許已經注意到didReceiveMemoryWarning方法。
 
在前臺運行的應用擁有訪問和使用內存的最高優化級。然而,這並不意味着該應用能使用設備的所有可用內存 ——每個應用只能使用一部分可用內存。
 
當內存使用達到一定程度時,操作系統將發出一個 UIApplicationDidReceiveMemoryWarningNotification 通知。同時,調用 didReceiveMemoryWarning 方法。
 
此時,爲了讓應用繼續正常運行,操作系統開始終止在後臺的其他應用以釋放一些內存。所有後臺應用被終止後,如果你的應用還需要更多內存,操作系統會將你的應用也終止掉,併產生一個崩潰日誌。而在這種情況下被終止的後臺應用,不會產生崩潰日誌。
 
注意: 根據 蘋果文檔, Xcode不會自動添加低內存日誌。你必需手動獲取日誌。 然而,根據我的個人經驗,使用 Xcode 4.5.2, 低內存日誌也會自動導入,只是”Process”和”Type”屬性都被標爲Unknown(未知)。
 
另外,值得一提的是在極短時間內分配一大塊內存將給系統內存帶來巨大負擔。這樣,也會產生內存警告的通知。
 
應用中有Bug
如你所想,大多數閃退都是由於應用中有Bug,因此大多數崩潰日誌的產生都是因爲應用中的Bug。Bug的種類的有很多。
 
在本教程的後半部分,你將通過調試一個會產生崩潰日誌的含有Bug的應用,學習如何找到問題所在並進行修復!
 
崩潰日誌的實例
讓我們看看一個崩潰日誌的實例,以使你在處理一些實際問題之前心裏有譜。
 
事不宜遲,見見你的新朋友吧:

 
這報告看起來像天書。:) 我們分幾部分來解讀吧:
 
(1) 進程信息
第一部分是閃退進程的相關信息。
 
Incident Identifier是崩潰報告的唯一標識符。
 
CrashReporter Key 是與設備標識相對應的唯一鍵值。雖然它不是真正的設備標識符,但也是一個非常有用的情報:如果你看到100個崩潰日誌的CrashReporter Key值都是相同的,或者只有少數幾個不同的CrashReport值,說明這不是一個普遍的問題,只發生在一個或少數幾個設備上。
 
Hardware Model 標識設備類型。 如果很多崩潰日誌都是來自相同的設備類型,說明應用只在某特定類型的設備上有問題。上面的日誌裏,崩潰日誌產生的設備是iPhone 4s。
 
Process 是應用名稱。中括號裏面的數字是閃退時應用的進程ID。
 
接下來幾行不言自明,無需贅述。
 
(2) 基本信息
這部分給出了一些基本信息,包括閃退發生的日期和時間,設備的iOS版本。如果有很多崩潰日誌都來自iOS 6.0,說明問題只發生在iOS 6.0上。
 
(3) 異常
在這部分,你可以看到閃退發生時拋出的異常類型。還能看到異常編碼和拋出異常的線程。根據崩潰報告類型的不同,在這部分你還能看到一些另外的信息。
 
(4) 線程回溯
這部分提供應用中所有線程的回溯日誌。 回溯是閃退發生時所有活動幀清單。它包含閃退發生時調用函數的清單。看下面這行日誌:

 
它包括四列:
幀編號—— 此處是2。
二進制庫的名稱 ——此處是 XYZLib.
調用方法的地址 ——此處是 0x34648e88.
第四列分爲兩個子列,一個基本地址和一個偏移量。此處是0×83000 + 8740, 第一個數字指向文件,第二個數字指向文件中的代碼行。
 
(5) 線程狀態
這部分是閃退時寄存器中的值。一般不需要這部分的信息,因爲回溯部分的信息已經足夠讓你找出問題所在。
 
(6) 二進制映像
這部分列出了閃退時已經加載的二進制文件。
 
符號化Symbolication
第一次看到崩潰日誌上的回溯時,你或許會覺得它沒什麼意義。我們習慣使用方法名和行數,而非像這樣的神祕位置:

將這些十六進制地址轉化成方法名稱和行數的過程稱之爲符號化。
 
從Xcode的Organizer窗口獲取崩潰日誌後過幾秒鐘,崩潰日誌將被自動符號化。上面那行被符號化後的版本如下 :

Xcode符號化崩潰日誌時,需要訪問與App Store上對應的應用二進制文件以及生成二進制文件時產生的 .dSYM 文件。必需完全匹配纔行。否則,日誌將無法被完全符號化。
 
所以,保留每個分發給用戶的編譯版本非常重要。提交應用前進行歸檔時,Xcode將保存應用的二進制文件。可以在Xcode Organizer的Archives標籤欄下找到所有已歸檔的應用文件。
 
在發現崩潰日誌時,如果有相匹配的.dSYM文件和應用二進制文件,Xcode會自動對崩潰日誌進行符號化。如果你換到別的電腦或創建新的賬戶,務必將所有二進制文件移動到正確的位置,使Xcode能找到它們。
 
注意: 你必需同時保留應用二進制文件和.dSYM文件才能將崩潰日誌完整符號化。每次提交到iTunes Connect的構建都必需歸檔。
 
.dSYM文件和二進制文件是特定綁定於每一次構建和後續構建的,即使來自相同的源代碼文件,每一次構建也與其他構建不同,不能相互替換。
 
如果你使用Build 和 Archive 命令,這些文件會自動放在適當位置。 如果不是使用Build 和 Archive命令,放在Spotlight能夠搜索到的位置(比如Home目錄)即可。)
 
低內存閃退
因爲低內存崩潰日誌與普通崩潰日誌略有不同,所以本教程特別分開說明一下。
 
iOS設備檢測到低內存時,虛擬內存系統發出通知請求應用釋放內存。這些通知發送到所有正在運行的應用和進程,試圖收回一些內存。
 
如果內存使用依然居高不下,系統將會終止後臺線程以緩解內存壓力。如果可用內存足夠,應用將能夠繼續運行而不會產生崩潰報告。否則,應用將被iOS終止,併產生低內存崩潰報告。
 
低內存崩潰日誌上沒有應用線程的堆棧回溯。相反,上面顯示的是以內存頁數爲單位的各進程內存使用量。(在撰寫本文的時候,一個內存頁的大小是4KB。)
 
被iOS因釋放內存頁終止的進程名稱後面你會看到jettisoned 字樣。如果看到它出現在你的應用名稱後面,說明你的應用因使用太多內存而被終止了。
 
低內存崩潰日誌看起來像這樣:

 
當應用發生低內存閃退時,你必需看看應用中內存使用的方式,以及是如何處理低內存警告的。你可以使用Instruments工具中使用Allocations 和 Leaks來發現內存分配問題和內存泄漏問題。如果你不知道如何利用 Instruments 檢查內存問題,可以看看這個教程 。
 
還有,別忘記虛擬內存! Instruments工具的Leaks 和 Allocations 不能跟蹤顯存使用情況。必需使用 VM Tracker 才能查看顯存使用情況。
 
VM Tracker 默認是關閉的。打開Instrument,手動 選中Automatic Snapshotting 標誌或者按下Snapshot Now 按鈕。
 
本教程後面將會學習如何研究低內存崩潰日誌。
 
異常編碼
在研究真實閃退場景之前,還有一點需要重點介紹一下:就是那些有趣的異常編碼 。
 
你可以在報告的異常部分——前面代碼的第3部分找到異常編碼。有些編碼比較常見。
 
通常,異常編碼以一些文字開頭,緊接着是一個或多個十六進制值,此數值正是說明閃退根本性質的所在。  從這些編碼中,可以區分出閃退是因爲程序錯誤、非法內存訪問或者是其他原因。
下面是一些常見的異常編碼:
 
0x8badf00d: 讀做 “ate bad food”! (把數字換成字母,是不是很像 :p)該編碼表示應用是因爲發生watchdog超時而被iOS終止的。  通常是應用花費太多時間而無法啓動、終止或響應用系統事件。

0xbad22222: 該編碼表示 VoIP 應用因爲過於頻繁重啓而被終止。
0xdead10cc: 讀做 “dead lock”!該代碼表明應用因爲在後臺運行時佔用系統資源,如通訊錄數據庫不釋放而被終止 。
0xdeadfa11: 讀做 “dead fall”! 該代碼表示應用是被用戶強制退出的。根據蘋果文檔, 強制退出發生在用戶長按開關按鈕直到出現 “滑動來關機”, 然後長按 Home按鈕。強制退出將產生 包含0xdeadfa11 異常編碼的崩潰日誌, 因爲大多數是強制退出是因爲應用阻塞了界面。
 
注意: 在後臺任務列表中關閉已掛起的應用不會產生崩潰日誌。 一旦應用被掛起,它何時被終止都是合理的。所以不會產生崩潰日誌。)
 
大展身手的時候到了!好了! 你已經學習了所有分析崩潰日誌和修復錯誤的基礎知識!
 
假設你剛進入Rage-O-Rage有限公司工作。該公司有一個在App Store上熱銷的應用,叫 Rage Masters
 
你的老闆安迪要你幫忙解決幾個用戶經常抱怨閃退問題。你的任務就是研究這些閃退,符號化用戶提供的崩潰日誌,查找問題所在,並修復之。
 
你可以從 這裏下載應用的源代碼。
 
注意: 如果你想自己重新生成崩潰報告,請遵照以下指引:
1.下載源碼然後在Xcode中打開工程文件。
2.使用正確的provisioning profile連接到iOS設備。
3.從Xcode工具欄上選擇iOS設備——不是模擬器作爲target,然後構建應用。
4.當你在設備上到默認頁面(應用的全屏圖片)時,立即在Xcode上點擊停止按鈕。
5.關閉 Xcode。
6.在設備上直接打開應用。
7.測試場景,完成後連接設備到電腦上,通過Xcode獲取崩潰日誌。)
 
場景 1: 糟糕的代碼
一封來自用戶的郵件: “大哥,你的應用就是一坨屎! 我將其下載到我自己的iPod Touch和iPhone上,還下載到我兒子的iPod Touch上。在所有的設備上,都是還沒打開就閃退了……”
 
別一封來自用戶的郵件說, “我下載了你們的應用,一打開就閃退。真悲催…”
 
另一封郵件說得更明確:”你們的應用不能運行。我把它下載到我和妻子的設備上。所有設備都是 一打開就閃退了…”

好吧,別灰心! 這些意見藏着什麼玄機呢?讓我們看看崩潰日誌吧:

 
發現問題了嗎? 異常編碼是0x000000008badf00d,還有後面的報告:

 
這說明應用在啓動時就閃退了,iOS的watchdog機制終止了應用。帥! 找到問題了,但是爲什會發生這樣的事呢?
 
接着往下看日誌。 從下向上讀回溯日誌。最底下的幀 (frame 25: libdyld.dylib)是最先調用的,然後是幀24, Rage Masters, main (main.m:16) ,依此類推。
 
跟應用源代碼相關的幀是最重要的。忽略掉系統庫和框架。下一個與代碼相關的幀是:

 
應用在執行RMAppDelegate (RMAppDelegate.m:35)類application:didFinishLaunchingWithOptions: 方法第35 行代碼時閃退。打開Xcode看看那行代碼:

 
就是它了! 同步調用web服務?! 在主線程上?! 在 application:didFinishLaunchingWithOptions: 方法上?!! 誰寫的代碼呀?!

Network calls on the main thread makes kittens sad.
 
不管如何,問題得你來修復了。這個調用必需異步進行,甚至更理想的情況是,在application:didFinishLaunchingWithOptions:返回YES之後的其他部分再執行Web服務。
 
在其他地方調用可能需要比較多的修改。當下,我們只要使應用不閃退就行。可以在日後再實現更好的設計。 將上面那行討厭的代碼(及其下面的三行代碼)換成下面這個異步的版本吧:

 
 場景 2: 無法響應事件的按鈕
一名用戶說: “我不能將某個rage master添加到書籤裏面。我想添加的時候應用就閃退…”
 
用一名用戶說 :”書籤不能用 … 在詳細頁面上,點擊書籤按鈕,應用就閃退了!”
 
上面的抱怨說得不是很清楚,引起問題的原因肯定有多樣。看看崩潰日誌:

 
異常代碼是SIGABRT。通常,  SIGABRT 異常是由於某個對象接收到未實現的消息引起的。 或者,用簡單的話說,在某個對象上調用了不存在的方法。
 
這種情況一般不會發生,因爲A對象調用了B方法,如果B方法不存在,編譯器會報錯。但是,如果你是使用selector間接調用方法的,編譯器則無法檢測對象是否存在該方法了。
 
回到崩潰日誌。它指出閃退發生在編號爲0的線程上。 這意味着很可能是在主線程上調用了某個對象沒有實現的方法。
 
如果你接着閱讀回溯日誌,會發現跟你的代碼相關的只有幀22, main.m:16. 這沒有多大幫助。 
 
繼續向上查看框架調用,出現這個:

這不是你自己寫的代碼。但至少它確認了是對象調用了一個沒有實現的方法。
 
回到RMDetailViewController.m文件, 因爲那是書籤按鈕實現動作的地方。 找到書籤功能代碼:

 
看起來沒什麼問題,再檢查一下storyboard (XIB文件) ,確認按鈕連接的正確性。

就是它了! 在 MainStoryboard.storyboard,按鈕連接的是 bookmarkButtonPressed: 而不是bookmarkButtonPressed (注意後面的分號說明方法有一個參數)。 只要將上面的方法簽名修改成這樣就能修復問題了:

 
當然,你也可以簡單地在XIB文件上刪除錯誤的連接,然後重新連接方法,使XIB文件連接到正確的方法上。兩者方法都行。
 
又處理了一個閃退問題,好樣的。
 
場景 3: 表格上的Bug
另一用戶抱怨道, “在書籤視圖上無法刪除書籤…” 還有另一用戶抱怨同樣的問題, “當我試圖刪除書籤時,應用閃退…”
 
這些郵件沒什麼作用,還是看看崩潰日誌!

 
這看起來跟前面那個崩潰日誌很像。是另一個SIGABRT 異常。 你可能想知道是否是相同的問題:發送信息到一個沒有實現相應方法的對象?
 
讓我們從回溯日誌看看哪些方法被調用了。從底部開始,你的源代碼最後被調用的是幀 6:

這是UITableViewDataSource 的一個方法. 呵呵?! 毫無疑問蘋果已經實現了該方法 —— 你可以重載它, 但不像是還沒有實現。而且,這是個可選的委派方法。 所以問題不是調用了一個沒有實現的方法。
再看看上面的幾個幀:

 
幀 5, UITableView調用了它自己的另一個方法 deleteRowsAtIndexPaths:withRowAnimation: 然後是看起來像蘋果內部方法的_endCellAnimationsWithContext: 被調用。然後Foundation framework發生異常handleFailureInMethod:object:file:lineNumber:description:.
 
這些分析結合用戶的抱怨,看起來是你在處理UITableView刪除行過程中有Bug。回到Xcode。你知道看哪裏嗎 ? 能從崩潰日誌中判斷出來? 就是RMBookmarksViewController.m文件的第68行:

 
發現問題了嗎? 給你點時間,仔細看一下。
 
找到了吧! 數據源呢? 代碼在表格視圖上刪除了一行,但並沒有修改背後的數據源。把上面的代碼替換成下面的就能修復問題了:

 
搞定了!走起,討厭的 bug!!
 
場景 4: 喫棒棒糖時閃退!
用戶郵件說, “當rage master喫棒棒糖時應用就閃退…” 另一用戶說, “我讓rage master 喫棒棒糖,沒幾次應用就閃退了!”
 
崩潰日誌如下:

 


這日誌跟我們前面見到的相差很多。
 
這個一個來自iOS 6的低內存崩潰日誌。正如我們前面所說的,低內存崩潰日誌與其他類型的崩潰日誌很不一樣,它們不指向特定的文件和代碼行。相反,它們畫出了閃退時設備上的內存使用情況的圖表。
 
至少,頭部還是跟其他崩潰日誌很像的:  提供了 Incident Identifier, CrashReporter Key, Hardware Model, OS Version等信息。
 
接下來部分是低內存崩潰日誌特有的:
Free pages 指可用內存頁數。每頁大小約是4KB, 上面的日誌中,可用內存約爲3,872 KB (或者說 3.9 MB)。
Purgeable pages 是那部分可被清除或重用的內存。在上面的日誌中,是0KB。
Largest process是閃退時使用大部分內存的應用名稱,在上面的日誌中,正是你的應用!
Processes顯示了閃退時各進程列表,還包含內存使用量。包含進程名 (第一列), 進程唯一標識符(第二名), 進程使用的內存頁數(第三列)。最後一列是每個應用的狀態。通常,發生閃退的應用的狀態是 frontmost。 這裏是 Rage Masters, 使用28591 頁 (or 114.364 MB) 內存——這內存太多了!
 
通過,最大進程和frontmost狀態的應用是相同的, 而且也是引起低內存閃退的應用進程。但是也可能看到最大進程和 frontmost狀態應用不同的例子。比如,如果最大進程是SpringBoard, 忽略它 , 因爲 SpringBoard 進程是顯示主屏幕的應用,出現在你雙擊home按鈕等情況,而且它是一直活動的。
 
低內存發生時,iOS向活動的應用發出低內存警告並終止後臺應用。如果前臺應用仍然繼續增長內存,iOS將終止它。
 
爲了查找低內存問題的原因,你必需使用Instruments剖析應用。如果你不知道怎麼做,可以看一下我們 一篇關於這個方面的教程.。 :] 另外, 你也可以走捷徑,響應低內存警告通知,以解決部分閃退問題。
回到Xcode查看RMLollipopLicker.m文件。 這是實現喫棒棒糖的視圖控制器。看看源代碼:

 
當用戶點擊運行按鈕, 應用開始一個背景線程,調用 lickLollipop 方法若干次,然後更新界面反映喫棒棒糖的數量。 lickLollipop 方法從屬性列表文件(PLIST)文件讀取一個長字符串,然後添加到數組上。這些數據並不重要, 能在不影響用戶體驗的前提下重新創建。
 
利用每種能夠清除和重建數據而不影響用戶體驗的情況是好習慣。這樣能夠方便地釋放內存,減少低內存警告。
 
那麼,如何提高代碼質量呢? 實現 didReceiveMemoryWarning 方法,像下面這樣處理數據:

 
下一步?
萬歲,你研究了4個閃退案例! 你的應用更完善了,並且學到了一些重要的調試技巧。
 
你可以到這裏下載改進後的項目代碼。
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