iOS App 后臺任務的坑
大多數 iOS App 在進入后臺之后都會將一些關鍵任務封裝到 Background Task 里，否則程序在若干秒之后就會被系統 Suspend。啟動 Background Task 之后，可以獲得 3 分鐘繼續執行代碼的時間。
最近在調查 Messenger 的 Background Crash 問題，最后都追蹤到和 Background Task 相關，和大家分享下一些要點。
Crash 信號
一般 App 都有自己的 crash 日志采集工具，這類工具一般有三個問題。第一是在工具啟動之前的 crash 日志無法捕捉，第二是如果 App 啟動閃退日志無法上傳，第三是一些特殊場景的系統強殺無法捕捉 crash 信號。
- 解決第一個問題，只要將工具的執行時間盡可能提前，或者確保之前的代碼及可能簡單可靠。
- 解決第二個問題，可以采用我之前分享過的，使用 NSURLSession 的 background mode。
- 解決第三個問題，需要依賴于 Apple 自己的 crash 信號，這也是很多開發團隊所忽視的一點。
Apple 也有自己的 crash 日志采集，不過基于用戶隱私的考慮，這個 crash 日志并不可靠，主要存在以下幾方面的缺陷：
- 用戶需同意上傳并分享數據，據聞，同意比例不足 20%，所以無法準確確定某個 crash 的實際影響面。
- crash 日志工具簡陋，通過 Xcode -> Organizer 打開，選中 App 就能從 Apple 后臺下載某個版本的 crash 日志，無法通過某個條件做篩選，比如你不能過濾出所有 SIGKILL 的日志。
- 日志不全，Apple 按照自己的規則呈現 crash 樣本，一個 App 實際線上的 crash 非常之多，但 Apple 列出的 crash 樣本只有數十個，規則不明。
- crash 日志只保存一周，一周刷新一次，所有比較明智的做法是寫個腳本同步下來，上傳到自己的后臺。
Background Task 花式 crash
Background Task 的 API 及其簡單，begin 和 end 之間的代碼全部進入 Background Task 的范疇。但簡單的代碼隱藏著不小的風險，下面列出三個比較容易出現的 crash。而且這三個 crash 都是客戶端自帶的 crash 采集工具無法捕捉的，只能通過 Apple 的 crash 日志獲得信號。原因很簡單，這些 crash 發生的時候 app 一般處于 suspend 狀態，根本沒有機會執行任何代碼，系統直接發送 SIGKILL 信號后就將 app 強殺，并生成一個系統日志，一個只能 Apple 訪問的日志，還得用戶先同意上傳分享。
0xdead10cc
這個 crash 日志一般長這樣：
- Exception Type: EXC_CRASH (SIGKILL)
- Exception Codes: 0x0000000000000000, 0x0000000000000000
- Exception Note: EXC_CORPSE_NOTIFY
- Termination Reason: Namespace SPRINGBOARD, Code 0xdead10cc
- Termination Description: SPRINGBOARD, com.xxx.xxx was task-suspended with locked system file
原因我之前介紹過，當你的 App 有 Extension，而且 Extension 存在和 Host App 共享數據的需求，一般做法會將 db 文件放入 shared container 目錄下，此時你的 App 就有大概率會發生這種 crash。
App 進入后臺運行 Background Task，end 之后 App 被系統 suspend，如果 suspend 之后還存在任何訪問 db 的操作，此時 App 會立馬被系統強殺，這是 Apple 出于保護數據庫文件的完整的考慮。
所以正確的做法是將所有有可能在 App 進入后臺之后，還會發生的 db 操作統統封入 Background Task，以確保安全。這個代碼寫在 db layer 可能更加合適。
而且 Apple 推薦當你想啟動 Background Task 的時候，其實并不需要考慮當前 App 是出于 foreground 還是 background，即使 App 在前臺啟動 Background Task，也并不會占用進入后臺之后 3 分鐘額度，所以放心大膽的把關鍵代碼放進 Background Task 吧。
0xbada5e47
當你聽從了上面的建議，大大方方的把盡可能多的關鍵代碼封入 Background Task 后，那么你可能會遇到下面的 crash：
- Exception Type: EXC_CRASH (SIGKILL)
- Exception Codes: 0x0000000000000000, 0x0000000000000000
- Exception Note: EXC_CORPSE_NOTIFY
- Termination Reason: Namespace ASSERTIOND, Code 0xbada5e47
同理也是和 Background Task 相關，原因是 Apple 認為你啟動了過多的 Background Task，所以要殺掉。多少算多呢?幾十個不多，當前的 threshold 是 1000 個，超過 1000 個才會強殺。如果你的 Background Task 封裝發生在 db layer，出現大量數據過來需要存儲或讀取的時候，還是有可能會 hit 這個 limit。
另一個 0xbada5e47 的可能原因是，Background Task 在超時之后會調用 expiry handler，無論你有多少個 Background Task，所有 expiry handler 執行的時間不能超過若干秒，一旦超過也會被槍殺。所以在 expiry handler 里面切忌有任何比如 disk io 的耗時操作。
0x8badf00d
說到 0x8badf00d，大家都很熟悉了，當你的主線程卡住的時間太長，系統的 Watchdog 會將你的 App 強殺，并生成一個帶有 0x8badf00d 的 crash 日志。
Background Task 其實也可以 0x8badf00d 的，比如：
- Exception Type: EXC_CRASH (SIGKILL)
- Exception Codes: 0x0000000000000000, 0x0000000000000000
- Exception Note: EXC_CORPSE_NOTIFY
- Termination Reason: Namespace SPRINGBOARD, Code 0x8badf00d
當你的代碼邏輯會產生 leaked Background Task 時，就會出現上面的系統強殺 crash 日志了，什么是 leaked Background Task 呢?看代碼：
- - (void)startBgTask
- {
- self.bgTaskID = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{
- NSLog(@"Expired: %lu", (unsigned long)self.bgTaskID);
- [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask:self.bgTaskID];
- }];
- }
- - (void)endBgTask
- {
- [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask:self.bgTaskID];
- }
上面的代碼如果 startBgTask 執行兩次，就一定會出現 leaked Background Task，因為 self.bgTaskID 第二次會被賦予一個新的 ID，之前的 task ID 就丟失了，無法正確調用 end。
那怎么判斷 0x8badf00d 到底是主線程卡死，還是出現了 leaked Background Task ?很簡單，看主線程的 stack，如果長這樣：
- Thread 0 Crashed:0
- libsystem_kernel.dylib 0x000000018472be08 0x18472b000 + 35921
- libsystem_kernel.dylib 0x000000018472bc80 0x18472b000 + 32002
- CoreFoundation 0x0000000184c6ee40 0x184b81000 + 9744003
- CoreFoundation 0x0000000184c6c908 0x184b81000 + 9648724
- CoreFoundation 0x0000000184b8cda8 0x184b81000 + 485525
- GraphicsServices 0x0000000186b6f020 0x186b64000 + 450886
- UIKit 0x000000018eb6d78c 0x18e850000 + 32664447
- Messenger 0x0000000103015ee4 0x102ff8000 + 1225968
- libdyld.dylib 0x000000018461dfc0 0x18461d000 + 4032
這個 stack 很經典，經常會看到，不需要 symbolicate 也能知道是干啥，這是 UI 線程 runloop 處于 idle 狀態的 stack，在等待 kernel 的 message。表示 UI 線程此時處于閑置狀態，這種狀態下的系統強殺大概率是由于 leaked Background Task 導致的。
善用設備本地的 crash 日志
當用戶的手機遇到 crash，而你既無法重現又在后臺找不到 crash 日志的時候，此時你最大的希望就是手機本地的 crash 日志了。
本地日志位于 Settings -> Privacy -> Analytics -> Analytics Data。打開看下，說不定你所開發的 App 的 crash 日志，我手機上微信和支付寶都有好些日志。
日志排序先是按照 App 的名稱，再按日志發生的日期。
如果調查內存使用過多的 crash，可以查看 JetsamEvent-xxx 開頭的日志。
如果想知道 App 發生 crash 前系統有哪些異常日志，需要首先在設備上安裝一個 loggingiOS.mobileconfig 的文件，這個文件基本上就是讓用戶授權給你記錄系統行為，用戶在遇到 crash 的時候，同時按下兩個音量鍵 + 電源鍵，松手震動之后，系統會將過去一段時間的關鍵日志記錄下來，對于分析一些疑難雜癥很有幫助，這種日志一般為 sysdiagnose_xxx 開頭。
安裝上述 loggingiOS.mobileconfig 文件之后，還有另外一個好處，Apple 會記錄更多而且更詳細的 crash 日志了，因為用戶授權過，所以 Apple 可以大膽施為了。這類日志的文件名一般為：stacks + appName - date.ips。
如果用戶的設備能重現你所調查的問題，還有另一個簡單高效的辦法，將手機 usb 連接 mac，然后啟動 mac 上的 Console App，就能直觀的看到所有系統關鍵日志了，比如網絡異常日志可以查看 nsurlsessiond，定位異常日志查看 locationd，Background Task 異常日志可以查看 assertiond，也可以直接按照你 app 的進程名進行過濾，查看生命周期以及被強殺的原因。
總結
以上是最近調查 Background Task crash 的一些知識點分享，希望對大家有所幫助。
