慕慕森
打印堆栈是调试的常用方法,一般在系统异常时,我们可以将异常情况下的堆栈打印出来,这样十分方便错误查找。实际上还有另外一个非常有用的功能:分析代码的行为。android代码太过庞大复杂了,完全的静态分析经常是无从下手,因此通过打印堆栈的动态分析也十分必要。Android打印堆栈的方法,简单归类一下1. zygote的堆栈dump实际上这个可以同时dump java线程及native线程的堆栈,对于java线程,java堆栈和native堆栈都可以得到。使用方法很简单,直接在adb shell或串口中输入:[plain] view plaincopykill -3 <pid>输出的trace会保存在 /data/anr/traces.txt文件中。这个需要注意,如果没有 /data/anr/这个目录或/data/anr/traces.txt这个文件,需要手工创建一下,并设置好读写权限。如果需要在代码中,更容易控制堆栈的输出时机,可以用以下命令获取zygote的core dump:[java] view plaincopyProcess.sendSignal(pid, Process.SIGNAL_QUIT);原理和命令行是一样的。不过需要注意两点:adb shell可能会没有权限,需要root。android 4.2中关闭了native thread的堆栈打印,详见 dalvik/vm/Thread.cpp的dumpNativeThread方法:[cpp] view plaincopydvmPrintDebugMessage(target,"\"%s\" sysTid=%d nice=%d sched=%d/%d cgrp=%s\n",name, tid, getpriority(PRIO_PROCESS, tid),schedStats.policy, schedStats.priority, schedStats.group);dumpSchedStat(target, tid);// Temporarily disabled collecting native stacks from non-Dalvik// threads because sometimes they misbehave.//dvmDumpNativeStack(target, tid);Native堆栈的打印被关掉了!不过对于大多数情况,可以直接将这个注释打开。2. debuggerd的堆栈dumpdebuggerd是android的一个daemon进程,负责在进程异常出错时,将进程的运行时信息dump出来供分析。debuggerd生 成的coredump数据是以文本形式呈现,被保存在 /data/tombstone/ 目录下(名字取的也很形象,tombstone是墓碑的意思),共可保存10个文件,当超过10个时,会覆盖重写最早生成的文件。从4.2版本开 始,debuggerd同时也是一个实用工具:可以在不中断进程执行的情况下打印当前进程的native堆栈。使用方法是:[plain] view plaincopydebuggerd -b <pid>这可以协助我们分析进程执行行为,但最最有用的地方是:它可以非常简单的定位到native进程中锁死或错误逻辑引起的死循环的代码位置。3. java代码中打印堆栈Java代码打印堆栈比较简单, 堆栈信息获取和输出,都可以通过Throwable类的方法实现。目前通用的做法是在java进程出现需要注意的异常时,打印堆栈,然后再决定退出或挽救。通常的方法是使用exception的printStackTrace()方法:[java] view plaincopytry {...} catch (RemoteException e) {e.printStackTrace();...}当然也可以只打印堆栈不退出,这样就比较方便分析代码的动态运行情况。Java代码中插入堆栈打印的方法如下:[java] view plaincopyLog.d(TAG,Log.getStackTraceString(new Throwable()));4. C++代码中打印堆栈C++也是支持异常处理的,异常处理库中,已经包含了获取backtrace的接口,Android也是利用这个接口来打印堆栈信息的。在Android的C++中,已经集成了一个工具类CallStack,在libutils.so中。使用方法:[cpp] view plaincopy#include <utils/CallStack.h>...CallStack stack;stack.update();stack.dump();使用方式比较简单。目前Andoid4.2版本已经将相关信息解析的很到位,符号表查找,demangle,偏移位置校正都做好了。[plain] view plaincopy5. C代码中打印堆栈C代码,尤其是底层C库,想要看到调用的堆栈信息,还是比较麻烦的。 CallStack肯定是不能用,一是因为其实C++写的,需要重新封装才能在C中使用,二是底层库反调上层库的函数,会造成链接器循环依赖而无法链接。 不过也不是没有办法,可以通过android工具类CallStack实现中使用的unwind调用及符号解析函数来处理。这里需要注意的是,为解决链接问题,最好使用dlopen方式,查找需要用到的接口再直接调用,这样会比较简单。如下为相关的实现代码,只需要在要 打印的文件中插入此部分代码,然后调用getCallStack()即可,无需包含太多的头文件和修改Android.mk文件:[cpp] view plaincopy#define MAX_DEPTH 31#define MAX_BACKTRACE_LINE_LENGTH 800#define PATH "/system/lib/libcorkscrew.so"typedef ssize_t (*unwindFn)(backtrace_frame_t*, size_t, size_t);typedef void (*unwindSymbFn)(const backtrace_frame_t*, size_t, backtrace_symbol_t*);typedef void (*unwindSymbFreeFn)(backtrace_symbol_t*, size_t);static void *gHandle = NULL;static int getCallStack(void){ssize_t i = 0;ssize_t result = 0;ssize_t count;backtrace_frame_t mStack[MAX_DEPTH];backtrace_symbol_t symbols[MAX_DEPTH];unwindFn unwind_backtrace = NULL;unwindSymbFn get_backtrace_symbols = NULL;unwindSymbFreeFn free_backtrace_symbols = NULL;// open the so.if(gHandle == NULL) gHandle = dlopen(PATH, RTLD_NOW);// get the interface for unwind and symbol analyseif(gHandle != NULL) unwind_backtrace = (unwindFn)dlsym(gHandle, "unwind_backtrace");if(gHandle != NULL) get_backtrace_symbols = (unwindSymbFn)dlsym(gHandle, "get_backtrace_symbols");if(gHandle != NULL) free_backtrace_symbols = (unwindSymbFreeFn)dlsym(gHandle, "free_backtrace_symbols");if(!gHandle ||!unwind_backtrace ||!get_backtrace_symbols || !free_backtrace_symbols ){ALOGE("Error! cannot get unwind info: handle:%p %p %p %p",gHandle, unwind_backtrace, get_backtrace_symbols, free_backtrace_symbols );return result;}count= unwind_backtrace(mStack, 1, MAX_DEPTH);get_backtrace_symbols(mStack, count, symbols);for (i = 0; i < count; i++) {char line[MAX_BACKTRACE_LINE_LENGTH];const char* mapName = symbols[i].map_name ? symbols[i].map_name : "<unknown>";const char* symbolName =symbols[i].demangled_name ? symbols[i].demangled_name : symbols[i].symbol_name;size_t fieldWidth = (MAX_BACKTRACE_LINE_LENGTH - 80) / 2;if (symbolName) {uint32_t pc_offset = symbols[i].relative_pc - symbols[i].relative_symbol_addr;if (pc_offset) {snprintf(line, MAX_BACKTRACE_LINE_LENGTH, "#%02d pc %08x %.*s (%.*s+%u)",i, symbols[i].relative_pc, fieldWidth, mapName,fieldWidth, symbolName, pc_offset);} else {snprintf(line, MAX_BACKTRACE_LINE_LENGTH, "#%02d pc %08x %.*s (%.*s)",i, symbols[i].relative_pc, fieldWidth, mapName,fieldWidth, symbolName);}} else {snprintf(line, MAX_BACKTRACE_LINE_LENGTH, "#%02d pc %08x %.*s",i, symbols[i].relative_pc, fieldWidth, mapName);}ALOGD("%s", line);}free_backtrace_symbols(symbols, count);return result;}对sched_policy.c的堆栈调用分析如下,注意具体是否要打印,在哪里打印,还可以通过pid、uid、property等来控制一下,这样就不会被淹死在trace的汪洋大海中。[plain] view plaincopyD/SchedPolicy( 1350): #00 pc 0000676c /system/lib/libcutils.soD/SchedPolicy( 1350): #01 pc 00006b3a /system/lib/libcutils.so (set_sched_policy+49)D/SchedPolicy( 1350): #02 pc 00010e82 /system/lib/libutils.so (androidSetThreadPriority+61)D/SchedPolicy( 1350): #03 pc 00068104 /system/lib/libandroid_runtime.so (android_os_Process_setThreadPriority(_JNIEnv*, _jobject*, int, int)+7)D/SchedPolicy( 1350): #04 pc 0001e510 /system/lib/libdvm.so (dvmPlatformInvoke+112)D/SchedPolicy( 1350): #05 pc 0004d6aa /system/lib/libdvm.so (dvmCallJNIMethod(unsigned int const*, JValue*, Method const*, Thread*)+417)D/SchedPolicy( 1350): #06 pc 00027920 /system/lib/libdvm.soD/SchedPolicy( 1350): #07 pc 0002b7fc /system/lib/libdvm.so (dvmInterpret(Thread*, Method const*, JValue*)+184)D/SchedPolicy( 1350): #08 pc 00060c30 /system/lib/libdvm.so (dvmCallMethodV(Thread*, Method const*, Object*, bool, JValue*, std::__va_list)+271)D/SchedPolicy( 1350): #09 pc 0004cd34 /system/lib/libdvm.soD/SchedPolicy( 1350): #10 pc 00049382 /system/lib/libandroid_runtime.soD/SchedPolicy( 1350): #11 pc 00065e52 /system/lib/libandroid_runtime.soD/SchedPolicy( 1350): #12 pc 0001435e /system/lib/libbinder.so (android::BBinder::transact(unsigned int, android::Parcel const&, android::Parcel*, unsigned int)+57)D/SchedPolicy( 1350): #13 pc 00016f5a /system/lib/libbinder.so (android::IPCThreadState::executeCommand(int)+513)D/SchedPolicy( 1350): #14 pc 00017380 /system/lib/libbinder.so (android::IPCThreadState::joinThreadPool(bool)+183)D/SchedPolicy( 1350): #15 pc 0001b160 /system/lib/libbinder.soD/SchedPolicy( 1350): #16 pc 00011264 /system/lib/libutils.so (android::Thread::_threadLoop(void*)+111)D/SchedPolicy( 1350): #17 pc 000469bc /system/lib/libandroid_runtime.so (android::AndroidRuntime::javaThreadShell(void*)+63)D/SchedPolicy( 1350): #18 pc 00010dca /system/lib/libutils.soD/SchedPolicy( 1350): #19 pc 0000e3d8 /system/lib/libc.so (__thread_entry+72)D/SchedPolicy( 1350): #20 pc 0000dac4 /system/lib/libc.so (pthread_create+160)D/SchedPolicy( 1350): #00 pc 0000676c /system/lib/libcutils.soD/SchedPolicy( 1350): #01 pc 00006b3a /system/lib/libcutils.so (set_sched_policy+49)D/SchedPolicy( 1350): #02 pc 00016f26 /system/lib/libbinder.so (android::IPCThreadState::executeCommand(int)+461)D/SchedPolicy( 1350): #03 pc 00017380 /system/lib/libbinder.so (android::IPCThreadState::joinThreadPool(bool)+183)D/SchedPolicy( 1350): #04 pc 0001b160 /system/lib/libbinder.soD/SchedPolicy( 1350): #05 pc 00011264 /system/lib/libutils.so (android::Thread::_threadLoop(void*)+111)D/SchedPolicy( 1350): #06 pc 000469bc /system/lib/libandroid_runtime.so (android::AndroidRuntime::javaThreadShell(void*)+63)D/SchedPolicy( 1350): #07 pc 00010dca /system/lib/libutils.soD/SchedPolicy( 1350): #08 pc 0000e3d8 /system/lib/libc.so (__thread_entry+72)D/SchedPolicy( 1350): #09 pc 0000dac4 /system/lib/libc.so (pthread_create+160)6. 其它堆栈信息查询