iOS：保护App不闪退
作者：lijie250
链接：https://github.com/jezzmemo/JJException
Unrecognized Selector Sent to Instance
由于Objective-c是Message机制，而且对象在转换的时候，会有拿到的对象和预期不一致，所以会有方法找不到的情况，在找不到方法时，查找方法将会进入方法Forward流程,系统给了三次补救的机会，所以我们要解决这个问题，在这三次均可以解决这个问题。
resolveInstanceMethod:(SEL)sel 这是实例化方法没有找到方法，最先执行的函数，首先会流转到这里来，返回值是BOOL,没有找到就是NO,找到就返回YES,如果要解决就需要再当前的实例中加入不存在的Selector,并绑定IMP，示例如下:
static void xxxInstanceName(id self, SEL cmd, id value) { NSLog(@"resolveInstanceMethod %@", value);
}
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{ NSLog(@"resolveInstanceMethod");
NSMethodSignature* sign = [self methodSignatureForSelector:selector]; if (!sign) { class_addMethod([self class], sel, (IMP)xxxInstanceName, "v@:@"); return YES;
} return [super resolveInstanceMethod:sel];
forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
如果resolveInstanceMethod没有处理，将进行到forwardingTargetForSelector这步来，这时候你可以返回nil，你也可以用一个Stub对象来接住，把消息流程流转到了你的Stub那边了，然后在你的Stub里添加不存在的Selector，这样就不会crash了，示例如下:
- (id)forwardingTargetForSelectorSwizzled:(SEL)selector{ NSMethodSignature* sign = [self methodSignatureForSelector:selector]; if (!sign) { id stub = [[UnrecognizedSelectorHandle new] autorelease]; class_addMethod([stub class], selector, (IMP)unrecognizedSelector, "v@:"); return stub;
} return [self forwardingTargetForSelectorSwizzled:selector];
}
methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
这两个方法一起说，因为他们之间有关联，
1.当methodSignatureForSelector返回nil时，会Crash
2.如果methodSignatureForSelector返回一个定义好的NSMethodSignature，但是没有实现forwardInvocation，也会闪退，如果实现了forwardInvocation，会先返回到resolveInstanceMethod然后再才会到forwardInvocation
3.当流转到forwardInvocation,通过以下方法:
[anInvocation invokeWithTarget:xxxtarget1];
[anInvocation invokeWithTarget:xxxtarget2];
还可以流转到多个对象,[anInvocation invokeWithTarget:xxxtarget2]是为了让不存在的方法有着陆点
doesNotRecognizeSelector:(SEL)aSelector 执行到这里的时候，两种情况:
1.当methodSignatureForSelector返回一种任意的方法签名的时候，也会进入doesNotRecognizeSelector，但是不会闪退
2.当methodSignatureForSelector返回nil时，进入doesNotRecognizeSelector就会闪退
根据以上流程，最终还是选择流程2,原因如下:
1.resolveInstanceMethod虽然可以解决问题，给不存在的方法增加到示例中去，会污染当前示例
2.forwardInvocation在三步中式最后一步，会导致流转的周期变长，而且会产生NSInvocation,性能不是最好的选择
如何监听实例化对象什么时候释放
先说下这个知识点，因为在接下来的好几个地方都会用到，会有一些异常的情况，所以需要一种知道当前创建者啥时候释放，首先会想到dealloc,这样会Hook的NSObject,在一定程度会影响性能，后面发现一种比较优雅的方法,原理来自于Runtime源码:
/***********************************************************************
* objc_destructInstance
* Destroys an instance without freeing memory.
* Calls C++ destructors.
* Calls ARR ivar cleanup.
* Removes associative references.
* Returns `obj`. Does nothing if `obj` is nil.
* Be warned that GC DOES NOT CALL THIS. If you edit this, also edit finalize.
* CoreFoundation and other clients do call this under GC.
**********************************************************************/
void *objc_destructInstance(id obj)
{
if (obj) {
// Read all of the flags at once for performance.
bool cxx = obj->hasCxxDtor();
bool assoc = !UseGC && obj->hasAssociatedObjects();
bool dealloc = !UseGC;
// This order is important.
if (cxx) object_cxxDestruct(obj);
if (assoc) _object_remove_assocations(obj);
if (dealloc) obj->clearDeallocating();
}
return obj;
}
_object_remove_assocations会释放所有的用AssociatedObject数据。
objc_setAssociatedObject给当前对象添加一个中间对象，当前对象释放时，会清理AssociatedObject数据，AssociatedObject的中间对象将被清理释放，中间对象的dealloc方法将被执行。
最终清理被遗漏的监听者,会用在KVO和NSNotification清理没用的监听者,不过这种方式有以下问题需要注意:
清理的时候线程安全问题
清理时机偏晚，是否适合你当前的情况
NSArray,NSMutableArray,NSDictonary,NSMutableDictionary
类族(Class Cluster)
NSDictonary，NSArray,NSString等，都使用了类族，这种模式最大的好处就是，可以隐藏抽象基类背后的复杂细节，使用者只需调用基类简单的方法就可以返回不同的子类实例
Swizzle Hook
这里就不赘述Swizzle概念了，Google到处都是讲解的，这里给一个典型的例子:
swizzleInstanceMethod(NSClassFromString(@"__NSArrayI"), @selector(objectAtIndex:), @selector(hookObjectAtIndex:));
- (id) hookObjectAtIndex:(NSUInteger)index {
if (index < self.count) {
return [self hookObjectAtIndex:index];
}
handleCrashException(@"HookObjectAtIndex invalid index");
return nil;
}
Zombie Pointer
让野指针不闪退是模仿了XCode debug的Zombie Object，也参考了网易和美团的做法,主要是以下步骤:
1.Hook住dealloc方法
2.如果当前示例在黑名单里，就把当年前示例加入集合，并把当前对象objc_destructInstance清理引用关系，并未真正释放内存，并将object_setClass设置成自己的中间对象
3.Hook中间对象的方法，收到的消息都由中间对象来处理
4.维护的野指针集合，要么根据个数来维护，要么根据总大小来维护，当满了，就需要真正释放对象内存free(obj)
存在的问题:
1.需要单独的内存那些问题对象
2.最后释放内存后，再访问时会闪退，这个方法只是一定程度延迟了闪退时间
3.需要后台维护黑名单机制，来指定那些问题对象
KVO
KVO在以下情况会导致闪退:
添加监听后没有清除会导致闪退
清除不存在的key也会闪退
添加重复的key导致闪退
需要Hook以下方法:
addObserver:forKeyPath:options:context:
removeObserver:forKeyPath:
主要解决以下问题:
在注册监听后,中间对象需要维护注册的数据集合，当宿主释放时，清除还在集合中的监听者
保护key不存在的情况
保护重复添加的情况
NSTimer
NSTimer存在以下问题:
Target是强引用，内存泄漏
在宿主不存在的时候，清理NSTimer
Hook以下方法:
scheduledTimerWithTimeInterval:target:selector:userInfo:repeats
解决方法: 1.当repeats为NO时，走原始方法 2.当repeats为YES时，新建一个对象，声明一个target属性为weak类型，指向参数的target,当中间对象的target为空时，清理NSTimer
NSNotification
NSNotification的主要问题是:
添加通知后，没有移除导致Crash的问题(不过在iOS9以后没有这个问题,我在真机8.3测试也没有这个问题，不知道iOS8是否有这个问题)
Hook以下方法:
addObserver:selector:name:object:
原因和解决办法: 问题就在在于和assign和weak问题，野指针问题，要么置空指针或者删除空指针的集合
MRC
这里单独说下，为什么工程选择了MRC，因为在Hook集合类型的时候，启动的时候就闪退了，Crash的地方在系统类里，Stack里显示在CF这层，这里只能猜测系统底层对ARC的支持不好导致的，后续改成MRC就没有问题，所以这个需要继续研究和追踪，如果有知道的同学记得告知我下.
性能
本来是没有打算注意性能这个问题的，因为从Hook原理的角度来说，只是交换IMP的指向，时间复杂度来说，只是在系统级别上增加了几条逻辑判断指令，所以这个影响是极小的，基本可以忽略，我经过测试，循环1000000次，没有HOOK和HOOK相差0.0x秒的，所以减少Crash，来增加这么点时间复杂度来说，是值得的。
不过最后说一点，就是dealloc确实需要注意，因为这里存在集合的操作，所以要注意时间复杂度，dealloc执行的很频繁的，而且主线程和子线程都会涉及到，尤其是主线程一定注意，否则会影响到UI的体验。
参考资料
https://github.com/opensource-apple/objc4/blob/master/runtime/objc-runtime-new.mm
大白健康系统
最后给出开源代码:https://github.com/jezzmemo/JJException
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