作者：阿里云-移动云-大前端团队
本着探究下iOS Crash捕获的目的，学习了下Crash捕获相关的Mach异常和signal信号处理，记录下相关内容，并提供对应的测试示例代码。Mach为XNU的微内核，Mach异常为最底层的内核级异常，在iOS系统中，底层Crash先触发Mach异常，然后再转换为对应的signal信号。
- iOS Mach异常
1.1 XNU
Darwin是Mac OS和iOS的操作系统，而XNU是Darwin操作系统的内核部分。XNU是混合内核，兼具宏内核和微内核的特性，而Mach即为其微内核。
Darwin操作系统和MacOS、iOS系统版本号的对应如上图所示，Mac可执行下述命令查看Darwin版本号。
1.2 Mach
Mach:[mʌk]，操作系统微内核，是许多新操作系统的设计基础。
Mach微内核中有几个基础概念：
- Tasks，拥有一组系统资源的对象，允许"thread"在其中执行。
- Threads，执行的基本单位，拥有task的上下文，并共享其资源。
- Ports，task之间通讯的一组受保护的消息队列；task可对任何port发送/接收数据。
- Message，有类型的数据对象集合，只可以发送到port。
1.3 模拟Mach Message发送 - Mach提供少量API，苹果文档介绍较少。
下述代码模拟向Mach Port发送Message，接收Message后做处理：
- 首先调用createPortAndAddListener创建Mach Port；
- 调用sendMachPortMessage:向已创建的Mach Port发送消息；
- 执行结果示例：
- 示例代码：
1.4 捕获Mach异常
- task_set_exception_ports()，设置内核接收Mach异常消息的Port，替换为自定义的Port后，即可捕获程序执行过程中产生的异常消息。
- 执行结果示例：
示例代码：
1.5 Runloop
Mach Port的应用不止于内核级别，在Cocoa Foundation和Core Foundation层同样有其应用，比如说：Runloop。
Runloop sources分两类：
- Input sources
• Port-Based sources
• Custom Input sources - Timer sources
其中Port-Based sources即基于Mach Port，在Runloop中完成消息传递。
上述的Mach API为内核层透出接口，Cocoa Foundation和Core Foundation层分别封装了Mach Port的接口供调用，参考：Apple - Runloop Programming Guard，有详细的示例代码。
-
signal信号
signal是一种软中断信号，提供异步事件处理机制。signal是进程间相互传递信息的一种粗糙方法，使用场景：
-
进程终止相关；
-
终端交互；
- 编程错误或硬件错误相关，系统遇到不可恢复的错误时触发崩溃机制让程序退出，比如：除0、内存写入错误等。
这里我们主要考虑系统遇到不可恢复的错误时即Crash时，信号相关的应用。signal信号处理是UNIX操作系统机制，所以Android平台理论上也是使用的，可以基于signal来捕获Android Native Crash。
2.1 signal注册和处理
-
signal()
• #import <sys/signal.h>；
• 注册signal handler；
• 调用成功时，会移除signo信号当前的操作，以handler指定的新信号处理程序替代；
• 信号处理函数返回void，因为没有地方给该函数返回。 - 注册自定义信号处理函数，构造Crash后，发出信号并执行自定义信号处理逻辑。
• 【附】：Xcode Debug运行时，添加断点，在Crash触发前，执行pro hand -p true -s false SIGABRT命令。
- 示例代码：
2.2 LLDB Debugger
Xcode Debug模式运行App时，App进程signal被LLDB Debugger调试器捕获；需要使用LLDB调试命令，将指定signal处理抛到用户层处理，方便调试。
查看全部信号传递配置：
修改指定信号传递配置：
2.3 可重入
向内核发送信号时，进程可能执行到代码的任意位置，例：进程在执行重要操作，中断后可能产生不一致状态，或进程正在处理另一信号。因此要确保信号处理程序只执行可重入操作：
- 写中断处理程序时，假定中断进程可能处于不可重入函数中。
- 慎重修改全局数据。
2.4 高级信号处理
signal()函数非常基础，只提供了最低限度的信号管理的标准。而sigaction()系统调用，提供更强大的信号管理能力。当信号处理程序运行时，可以用来阻塞特定信号的接收，也可以用来获取信号发送时各种操作系统和进程状态的信息。
示例代码：
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