Android性能优化全局异常处理详情

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• 前言
• 1 UncaughtExceptionHandler
• 1.1 替代Android异常机制
• 1.2 可选择的异常处理
• 2 日志上传
• 2.1 日志收集
• 2.2 日志存储
• 3 策略设计模式实现上传功能

前言

异常崩溃，是Android项目中一项比较棘手的问题，即便做了很多的try - catch处理，也不能保证上线不会崩，而且一旦出现崩溃，就会出现下图的弹窗，xx应用停止运行了，这种体验对用户来说是非常差的，因此已经很明显地提示，我们做的app崩溃了。

像现在企业应用，有的在发生崩溃的时候，直接启动一个统计异常的Activity，然后用户可以填写异常信息描述上报；还有就是直接闪退，不会出现上图的弹窗，用户其实感知力上会差一些，并不知道是因为什么闪退了。

那异常可能随时发生，不能在每个代码块中去处理，肯定需要统一处理异常问题，这个就需要Java中的一个工具UncaughtExceptionHandler

1 UncaughtExceptionHandler

class AppCrashHandler : Thread.UncaughtExceptionHandler {

    override fun uncaughtException(t: Thread, e: Throwable) {

    }
}

UncaughtExceptionHandler是Java线程中的一个接口，它能够捕获到某个线程发生的异常。像try-catch是只能捕获主线程中的异常，子线程发送异常不会catch住，但是UncaughtExceptionHandler是可以捕获子线程中出现的异常的，当异常发生时，会回调uncaughtException方法，在这里可以做异常的上报。

1.1 替代Android异常机制

在文章的开头，我们看到Android中异常处理的机制就是闪退 + 弹窗，那么我们想自己处理异常并替换掉Android的处理方式，这个诉求其实Java中已经实现了，就是调用Thread的setDefaultUncaughtExceptionHandler

class AppCrashHandler : Thread.UncaughtExceptionHandler {

    private var context: Context? = null

    fun init(context: Context) {
        this.context = context
        Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(this)
    }
    override fun uncaughtException(t: Thread, e: Throwable) {
        Log.e(TAG, "thread name ${t.name} throw error ${e.message}")

    }
    companion object {

        private const val TAG = "AppCrashHandler"

        val instance: AppCrashHandler by lazy(LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED) {
            AppCrashHandler()
        }
    }
} 

这样我们在app中初始化这个AppCrashHandler，看异常信息能不能捕获到。

class MainActivity : AppCompatActivity() {

    private lateinit var bigView: BigView

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)

//        bigView = findViewById(R.id.big_view)
        bigView.setImageUrl(assets.open("mybg.png"))

    }
}

这里我们没有初始化BigView，而是直接调用了它的一个方法，这里肯定是会报错的！运行之后，我们看到了一份日志信息

E/AppCrashHandler: thread name main throw error Unable to start activity ComponentInfo{com.lay.image_process/com.lay.image_process.MainActivity}: kotlin.UninitializedPropertyAccessException: lateinit property bigView has not been initialized

主线程抛出异常，原因就是bigView没有被初始化，这就说明异常是被捕获到了，而且我们会发现，app并没有闪退，这就是说明，我们已经替代了Android的异常处理方式。

1.2 可选择的异常处理

在第一小节中，我们是捕获到了异常而且应用没有闪退，这种方式真的好吗？其实我们可以试一下，返回和点击事件其实都不响应了，因为进程都被干掉了。

所以捕获只是一部分，捕获之后的处理也很重要，因为对于一些异常，我们不想自己去处理，而是直接走系统的异常处理，其实这种风险就会降低，因为我们自己处理全部异常也不现实，也可能没有系统处理的好。

defaultSystemExpHandler = Thread.getDefaultUncaughtExceptionHandler()

通过getDefaultUncaughtExceptionHandler()方法获取到的就是系统默认的异常处理对象，那么什么样的异常可以放给系统处理呢？在第一小节中，我们打印出的日志信息中发现uncaughtException捕获到的异常不是空的，那么有可能就是捕获到的异常是空的，那么就需要交给系统处理。

override fun uncaughtException(t: Thread, e: Throwable?) {
    Log.e(TAG, "thread name ${t.name} throw error ${e?.message}")
    if (e == null) {
        defaultSystemExpHandler?.uncaughtException(t, e)
    } else {

    }
}

如果捕获到的异常不为空，那么就需要我们自己处理异常，其实当异常发生的时候，app的进程已经到了要挂掉的边缘，已经是未响应的状态，为什么点击没有响应，是因为事件传递已经不起作用了，而且我们如果了解Android的事件处理机制，应该明白，在ActivityThread的main方法中，初始化了Looper并开启了死循环处理系统事件，那么这个时候，Looper肯定是不运转了，如果我们想要处理异常，需要再激活一个Looper

override fun uncaughtException(t: Thread, e: Throwable?) {
    Log.e(TAG, "thread name ${t.name} throw error ${e?.message}")
    if (e == null) {
        defaultSystemExpHandler?.uncaughtException(t, e)
    } else {
        executors.execute {
            Looper.prepare()
            //处理异常
            Toast.makeText(context, "系统崩溃了~", Toast.LENGTH_SHORT).show()

            Looper.loop()
        }
    }
}

从上图中我们能够看到，Toast已经提示系统崩溃的异常。

2 日志上传

其实日志上传，我们现在有很多种方式，像Bugly、阿里云等直接上传在云端；也有保存在本地文件中，通过用户触发回捞发送到日志群中，各种各样的方式都存在。

那么我们在上传日志的时候，信息要全，才能够直接定位到异常的位置做快速反应，因此当捕获到异常之后，我们就需要收集日志信息，并上传。

2.1 日志收集

日志收集通常需要获取当前应用的包信息以及硬件设备信息，包信息获取很简单，Android已经有很成熟的API

private fun collectBaseInfo() {
    //获取包信息
    val packageManager = context?.packageManager
    packageManager?.let {
        try {
            val packageInfo =
                it.getPackageInfo(context?.packageName ?: "", PackageManager.GET_ACTIVITIES)
            val versionName = packageInfo.versionName
            val versionCode = packageInfo.versionCode
            infoMap["versionName"] = versionName
            infoMap["versionCode"] = versionCode.toString()
        } catch (e: Exception) {

        }
    }
}

那么对于硬件设备信息，其实在Build中有对应的字段，但是没有取值的方法，因此需要通过反射来获取对应的值

//通过反射获取Build的全部参数

val fields = Build::class.java.fields
if (fields != null && fields.isNotEmpty()) {
    fields.forEach { field ->
        field.isAccessible = true
        infoMap[field.name] = field.get(null).toString()
    }
}

那么我们通过打印日志，可以看到基本的信息都已经有了

E/AppCrashHandler: info -- {versionName=1.0, versionCode=1, BOARD=goldfish_x86,
BOOTLOADER=unknown, BRAND=google, CPU_ABI=x86, CPU_ABI2=armeabi-v7a, DEVICE=generic_x86_arm, DISPLAY=sdk_gphone_x86_arm-userdebug 9 PSR1.180720.122 6736742 dev-keys, FINGERPRINT=google/sdk_gphone_x86_arm/generic_x86_arm:9/PSR1.180720.122/6736742:userdebug/dev-keys, HARDWARE=ranchu, HOST=abfarm200, ID=PSR1.180720.122, IS_DEBUGGABLE=true, IS_EMULATOR=true, MANUFACTURER=Google, MODEL=AOSP on IA Emulator, PERMISSIONS_REVIEW_REQUIRED=false, PRODUCT=sdk_gphone_x86_arm, RADIO=unknown, SERIAL=unknown, SUPPORTED_32_BIT_ABIS=[Ljava.lang.String;@1139408, \SUPPORTED_64_BIT_ABIS=[Ljava.lang.String;@2a0a7a1, SUPPORTED_ABIS=[Ljava.lang.String;@9009dc6, TAGS=dev-keys, TIME=1596587219000, TYPE=userdebug, UNKNOWN=unknown, USER=android-build}

这样我们已经采集到了一些基础信息，接下来就需要上传日志

2.2 日志存储

当我们的应用程序发生异常的时候，这时候触发了全局异常捕获，收集到了日志信息，这个时候，可以选择将日志上传到数据库，或者存储在内存中。

其实这两者都有缺点，上传到数据库会有性能问题，存储在内存中有可能会丢失部分数据，所以建议大家使用一种稳妥的方式：先将日志存储文件在某个文件夹下，等下次app启动的时候，选择将该日志上传，然后清空文件夹。

首先uncaughtException捕获到的异常是Throwable，我们在Logcat中看到的出现异常之后的堆栈信息，其实就是保存在Throwable中的，所以在上传的日志中，需要将这些堆栈信息保存在文件中。

private fun saveErrorInfo(e: Throwable) {
    val stringBuffer = StringBuffer()
    infoMap.forEach { (key, value) ->
        stringBuffer.append("$key == $value")
    }

    val stringWriter = StringWriter()
    val printWriter = PrintWriter(stringWriter)
    //获取到堆栈信息
    e.printStackTrace(printWriter)
    printWriter.close()
    //转换异常信息
    val errorStackInfo = stringWriter.toString()
    stringBuffer.append(errorStackInfo)
    Log.e(TAG, "error -- ${stringBuffer.toString()}")
    }

从我们看到的堆栈信息中，我们可以看到有很多行，每行都对应一个行号告诉我们异常在哪里，因此我们通过StringWriter承接所有的堆栈信息，等到所有堆栈信息遍历完成，都保存在了StringWriter中。

    versionName == 1.0
    versionCode == 1
    BOARD == goldfish_x86
    BOOTLOADER == unknown
    BRAND == google
    CPU_ABI == x86
    CPU_ABI2 == armeabi-v7a
    DEVICE == generic_x86_arm
    DISPLAY == sdk_gphone_x86_arm-userdebug 9 PSR1.180720.122 6736742 dev-keys
    FINGERPRINT == google/sdk_gphone_x86_arm/generic_x86_arm:9/PSR1.180720.122/6736742:userdebug/dev-keys
    HARDWARE == ranchu
    HOST == abfarm200
    ID == PSR1.180720.122
    IS_DEBUGGABLE == true
    IS_EMULATOR == true
    MANUFACTURER == Google
    MODEL == AOSP on IA Emulator
    PERMISSIONS_REVIEW_REQUIRED == false
    PRODUCT == sdk_gphone_x86_arm
    RADIO == unknown
    SERIAL == unknown
    SUPPORTED_32_BIT_ABIS == [Ljava.lang.String;@9544e25
    SUPPORTED_64_BIT_ABIS == [Ljava.lang.String;@e52bbfa
    SUPPORTED_ABIS == [Ljava.lang.String;@bdc65ab
    TAGS == dev-keys
    TIME == 1596587219000
    TYPE == userdebug
    UNKNOWN == unknown
    USER == android-build
    ----------------异常信息捕获-------------
    java.lang.RuntimeException: Unable to start activity ComponentInfo{com.lay.image_process/com.lay.image_process.MainActivity}: kotlin.UninitializedPropertyAccessException: lateinit property bigView has not been initialized
        at android.app.ActivityThread.performLaunchActivity(ActivityThread.java:2913)
        at android.app.ActivityThread.handleLaunchActivity(ActivityThread.java:3048)
        at android.app.servertransaction.LaunchActivityItem.execute(LaunchActivityItem.java:78)
        at android.app.servertransaction.TransactionExecutor.executeCallbacks(TransactionExecutor.java:108)
        at android.app.servertransaction.TransactionExecutor.execute(TransactionExecutor.java:68)
        at android.app.ActivityThread$H.handleMessage(ActivityThread.java:1808)
        at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:106)
        at android.os.Looper.loop(Looper.java:193)
        at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:6669)
        at java.lang.reflect.Method.invoke(Native Method)
        at com.android.internal.os.RuntimeInit$MethodAndArgsCaller.run(RuntimeInit.java:493)
        at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:858)
     Caused by: kotlin.UninitializedPropertyAccessException: lateinit property bigView has not been initialized
        at com.lay.image_process.MainActivity.onCreate(MainActivity.kt:16)
        at android.app.Activity.performCreate(Activity.java:7136)
        at android.app.Activity.performCreate(Activity.java:7127)
        at android.app.Instrumentation.callActivityOnCreate(Instrumentation.java:1271)
        at android.app.ActivityThread.performLaunchActivity(ActivityThread.java:2893)
        at android.app.ActivityThread.handleLaunchActivity(ActivityThread.java:3048) 
        at android.app.servertransaction.LaunchActivityItem.execute(LaunchActivityItem.java:78) 
        at android.app.servertransaction.TransactionExecutor.executeCallbacks(TransactionExecutor.java:108) 
        at android.app.servertransaction.TransactionExecutor.execute(TransactionExecutor.java:68) 
        at android.app.ActivityThread$H.handleMessage(ActivityThread.java:1808) 
        at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:106) 
        at android.os.Looper.loop(Looper.java:193) 
        at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:6669) 
        at java.lang.reflect.Method.invoke(Native Method) 
        at com.android.internal.os.RuntimeInit$MethodAndArgsCaller.run(RuntimeInit.java:493) 
        at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:858) 

然后将该文件保存到sd卡，具体的存储逻辑就不写了，很简单。

然后，我们在存储完日志信息之后呢，就需要将进程干掉，可选择将进程重启

//这里就是将进程干掉
android.os.Process.killProcess(android.os.Process.myPid())
//这里等价 System.exit(1) 进程被干掉后，然后重启
exitProcess(1)

关于是否需要重启，这个需要谨慎使用，如果app首页就发生崩溃，那么会进入死循环，一直杀掉进程然后重启！

3 策略设计模式实现上传功能

其实本地文件存储，其实只是一种方式，其实还有其他的方式，像上传到云端、发送短信等等，那么业务方在调用的时候，可以选择要实现的方式，所以这种多形态的处理方式可以采用策略设计模式

interface LogHelper {
    fun upload(context: Context,listener: LogUploadListener)
}

策略设计模式，核心在于易扩展，因此接口不可缺少，任何实现的方式都需要实现这个接口

interface LogUploadListener {
    fun loadSuccess()
    fun loadFail(reason:String)
}

同时还需要一个上传日志的状态监听接口，回调给业务方日志是否上传成功。

class NetUploadHelper : LogHelper {
    override fun upload(context: Context, listener: LogUploadListener) {
        //模拟网络上传
        Thread.sleep(1000)
        listener.loadSuccess()
    }
}

class SmsLoadHelper : LogHelper {
    override fun upload(context: Context, listener: LogUploadListener) {
        Thread.sleep(2000)
        listener.loadFail("网络连接失败")
    }
}

接着有两个实现类，用来做具体的上传逻辑处理，那么用户选择的方式就是在AppCrashHandler中开放入口

fun setUploadFunc(helper: LogHelper) {
    this.helper = helper
}

context?.let {
    helper?.upload(it,object : LogUploadListener{
        override fun loadSuccess() {
            Log.e(TAG,"loadSuccess")
        }

        override fun loadFail(reason: String) {
            Log.e(TAG,"loadFail $reason")
        }
    })
}

在日志上传的时候，调用upload方法上传日志，具体的实现类是业务方自行选择的，假设我选择了发短信

AppCrashHandler.instance.setUploadFunc(SmsLoadHelper())

打印的日志如下：

E/AppCrashHandler: loadFail 网络连接失败

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