利用系统提供的崩溃日志解Native层Bug

对Android开发者来讲，尤其是使用NDK编写Native层代码的开发者，在编码过程中通常会碰到各种各样的问题。追踪问题的方式有很多，除了在代码中添加日志，来观察程序运行过程中产生的异常外，对崩溃后产生的日志进行分析也是一种重要的定位问题的方式。

Android系统自带一个非常实用的Native层代码崩溃监测进程debuggerd。该进程可以监听到应用程序的崩溃，并将崩溃后的信息输出到文件中，供开发人员调试分析。在开发过程中，我们可以通过logcat来查看debuggerd为我们生成的应用程序崩溃日志。

接下来，就跟大家来探讨一下如何利用debuggerd为我们生成的应用程序崩溃日志来定位并解决程序中存在的问题。

首先通过这个例子来介绍如何使用系统提供的崩溃日志。代码如图1所示。

图1  代码示例

可以看到，JNI_OnLoad函数中除了做一些常规性的操作以外，有这样两行特殊的代码:

[代码]java代码：

?

p”是个int*类型的空指针，而后面的这个赋值操作是向这个空指针的位置写入1。毫无疑问，这个典型的空指针赋值操作会造成应用程序直接崩溃。

将以上代码编译成SO文件，并运行APP。发现程序产生了崩溃，通过logcat就可以看到如图2所示的崩溃日志：

图2  系统生成的崩溃日志

从这一段崩溃日志中，我们可以看到：

(1)崩溃手机的Build fingerprint是：

'Huawei/H30-T00/hwH30-T00:4.4.2/HuaweiH30-T00/C00B246SP02:user/ota-rel-keys,release-keys'。

(2)崩溃发生的进程进程号pid为14077，线程号tid为14077，进程名称为com.example.nativecrash。

(3)signal告诉我们：崩溃信号为SIGSEGV，当进程中执行了一个无效的内存引用时会触发这个类型的崩溃信号。fault addr代表发生崩溃的地址为0，这与代码中的空指针赋值相吻合。

(4)signal下面的4行信息其实就是进程崩溃时所有寄存器的一个快照。

(5)最后是backtrace，这部分对于定位产生崩溃的原因是非常重要的，它反应了进程崩溃时的函数调用栈，通过它，就可以知道在哪里触发了代码崩溃，稍后会详细分析一下这个部分。

简单地解析了崩溃日志中的信息之后，我们就来看看怎么定位崩溃产生的位置？从上面的分析可以知道backtrace是接下来的分析重点。

图3  backtrace中函数调用过程

如图3所示，backtrace其实就是一个函数调用栈。最上面一行是崩溃发生的地方。从第一行可以看出：崩溃发生在自己so中的JNI_OnLoad函数里面，崩溃点是在so的偏移为0x47d2的地方（需要注意的是这个偏移是指二进制文件中的偏移，并非源码中的偏移）。

那么JNI_OnLoad函数是由谁调用的呢？从第二行就可以知道是系统的libdvm.so中的dvmLoadNativeCode这个函数调用了该so中的JNI_OnLoad函数。综上可以看出，backtrace中的函数调用关系其实是由下而上，如图3中的箭头所示。

虽然已经定位崩溃发生在so的JNI_OnLoad函数中，但是依然不知道具体发生在源码文件的哪一行。为了能够定位到崩溃发生在源码文件的哪一行，故需要利用Android提供的工具：addr2line。利用该工具可以将backtrace中显示的崩溃点与源码联系起来，这样就能还原崩溃在源码中的位置。具体的还原步骤如下：

（1）取obj目录下的libtest.so

我们知道，在利用ndk-build编译so的时候会在jni的同级目录下产生libs、obj两个目录，如图4所示：

图4  libs、obj目录

这两个目录下面各有一个so，但是为什么要取obj目录的，而不取libs目录里面的呢？这是因为ndk-build在生成so的时候，会生成两份，一份是包含调试信息的so，放在obj目录下面；一份是不包含调试信息的so，放在libs目录下面。为了利用addr2line工具还原崩溃点在源码中的位置，我们必须使用包含调试信息的so，所以需要obj目录中的so。

（2）在cmd中运行下面的命令

[代码]java代码：

?

其中，0x47d2就是我们之前所看到的崩溃点。

运行完可以看到如图5所示的结果：

图5  addr2line运行结果

从以上结果中可以看到：崩溃发生在JNI_OnLoad函数中，崩溃点对应的源码位置在test.cpp的第17行。那么结果真的是在17行吗，我们可以验证一下：

图6  C源码中的崩溃点

如图6所示，空指针赋值的操作正好就是在第17行，正是这个操作导致了崩溃。

至此，我们就基本知道了如何利用系统提供的崩溃日志来定位和解决Native层代码的崩溃了。但是实际的情况比我们想象要复杂得多。以上方式只适用于开发者在调试或测试阶段来获取崩溃日志，但当开发者将APP分发出去之后，APP运行在用户手机上时发生了崩溃，开发者是看不到日志的。所以通常开发者通过自己搭建崩溃日志服务平台，或集成第三方SDK的形式获取应用崩溃信息。每种方式各有利弊，今天介绍一个免SDK集成的工具——360加固保

360加固保推出了“崩溃日志”功能主要特点有：

（1）免SDK集成

目前有不少第三方Crash Report SDK，开发者需要在自己的apk源码中集成SDK，那么作为一个开发者，他的开发成本就相应的增加了很多：

首先，开发者必须学会如何使用SDK，阅读SDK文档，了解其中的API接口，之后才能调用SDK中的API。除此之外，开发者必须得在Android Studio或者eclipse等IDE中配置好SDK的一些使用参数等，但是，这有时并不是一件简单的事，需要一定开发成本。

再次，由于SDK本身也会存在一些问题（比如Bug，需要优化等），所以必然需要升级更新，那么开发者为了能够使用更优质的服务，就必须紧跟SDK的版本升级，不断在自己的源码中更改SDK，这其实是比较麻烦的事。

为了免去开发者的开发成本，360加固保推出免SDK应用崩溃日志分析服务。无需任何开发过程，只需上传APP进行应用加固，2分钟左右，即可掌握最全面的应用崩溃信息。同时，APP具备了防反编译、防破解的能力，轻松提升APP安全性。

（2）提供Native层崩溃日志收集功能，且兼容性强

由于Native层崩溃日志收集的功能涉及Android系统较低层的一些系统机制，其内容较复杂，实现难度较大。所以目前市场上能够提供针对Native层的崩溃收集功能的厂商并不多。即使能够提供Native层的崩溃日志收集，在兼容性方面也存在各种问题。

360加固保自己实现了一套收集崩溃日志的接口，并不依赖系统本身提供的崩溃日志相关接口。这样，即便某款手机上的Android系统是基于手机厂商特殊定制的，不提供崩溃日志相关接口，360加固保也能正常收集到此款手机上面的崩溃信息。

（3）Native层收集的崩溃数据更加全面

与其他第三方应用崩溃信息厂商相比，360加固保收集的Native层崩溃日志数据更全面，更方便开发者根据这些崩溃信息进行Bug追踪和修复。360加固保收集的崩溃日志信息见图7至图11。

图8  加固保收集的应用崩溃信息

图8  加固保收集的应用崩溃信息

图9  加固保收集的应用崩溃信息

图10  加固保收集的应用崩溃信息

图11  360加固保收集的应用崩溃信息

（4）Native层崩溃日志模拟Android系统收集的崩溃日志，开发者阅读时更方便

Android系统本身自带崩溃日志收集功能，图12至图14是Android系统为崩溃进程收集的崩溃日志详情：

图12  Android系统收集的崩溃日志详情

图13  Android系统收集的崩溃日志详情

图14  Android系统收集的崩溃日志详情

通过与360加固保收集到的崩溃信息对比，可以发现，360加固保提供的崩溃日志详情和Android系统收集的基本没有区别，甚至比某些手机系统上面收集的崩溃日志还要详细。由于开发者在平时调试Native层代码时，习惯看到的是Android系统打出来的Log，所以如果与Android系统收集上来崩溃日志详情的相似，可以说开发者看上去会非常亲切，免去开发者重新学习如何查看的烦恼。

（5）所需要获取的apk权限最少

因为收集到的应用崩溃日志需要上传至服务器，所以APP必须有一些网络相关权限。图15是360加固保所需获取的apk权限，只有三个。更少的权限对用户来讲，就意味着少了很多的安全风险；对于开发者来讲，也不必因为收集崩溃信息而添加过多的apk本身并不使用的权限。

图14   360加固保所需获取的apk权限

（6）Native层支持多进程的崩溃日志收集

360加固保提供的崩溃日志分析服务，无论是Android中动态链接库so中fork出来的进程，还是Service组件的进程，凡是Native层出现了崩溃，都会被Native层崩溃信息收集功能察觉，并生成相应的崩溃信息。

原文链接：http://www.apkbus.com/blog-705730-62583.html