Android性能优化全局异常处理详情
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 UncaughtExceptionHandlerclass 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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