前言
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监控原理是注册runloop观察者，检测耗时，记录调用栈，上报后台分析。长时间卡顿后，若未进入下一个活跃状态，则标记为卡死崩溃上报。
以下是一个 iOS 卡死监控的代码示例：
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// MTHangMonitor.h
// HangTest
//
// Created by sunyazhou on 2024/10/22.
//
#import <Foundation/Foundation.h>
#import <UIKit/UIKit.h>
#import <execinfo.h>
#import <sys/time.h>
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
// 定义 Runloop 模式的枚举
typedef enum {
eRunloopDefaultMode, // 默认模式
eRunloopTrackingMode // 追踪模式
} RunloopMode;
// 全局变量，用于记录 Runloop 的活动状态和模式
static CFRunLoopActivity g_runLoopActivity;
static RunloopMode g_runLoopMode;
static BOOL g_bRun = NO; // 标记 Runloop 是否在运行
static struct timeval g_tvRun; // 记录 Runloop 开始运行的时间
// HangMonitor 类，用于监控卡死情况
@interface MTHangMonitor : NSObject
@property (nonatomic, assign) CFRunLoopObserverRef runLoopBeginObserver; // Runloop 开始观察者
@property (nonatomic, assign) CFRunLoopObserverRef runLoopEndObserver; // Runloop 结束观察者
@property (nonatomic, strong) dispatch_semaphore_t semaphore; // 信号量，用于同步
@property (nonatomic, assign) NSTimeInterval timeoutInterval; // 超时时间
+ (instancetype)sharedInstance;
- (void)addRunLoopObserver; // 添加 Runloop 观察者的方法
- (void)startMonitor; // 启动监控的方法
- (void)logStackTrace; // 记录调用栈的方法
- (void)reportHang; // 上报卡死的方法
@end
@implementation MTHangMonitor
// 单例模式，确保 HangMonitor 只有一个实例
+ (instancetype)sharedInstance {
static MTHangMonitor *instance;
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
instance = [[MTHangMonitor alloc] init];
});
return instance;
}
// 初始化方法
- (instancetype)init {
self = [super init];
if (self) {
_timeoutInterval = 6.0; // 设置超时时间为6秒
_semaphore = dispatch_semaphore_create(0); // 创建信号量
[self addRunLoopObserver]; // 添加 Runloop 观察者
[self startMonitor]; // 启动监控
}
return self;
}
// 添加 Runloop 观察者的方法
- (void)addRunLoopObserver {
NSRunLoop *curRunLoop = [NSRunLoop currentRunLoop]; // 获取当前 Runloop
// 创建第一个观察者，监控 Runloop 是否处于运行状态
CFRunLoopObserverContext context = {0, (__bridge void *) self, NULL, NULL, NULL};
CFRunLoopObserverRef beginObserver = CFRunLoopObserverCreate(kCFAllocatorDefault, kCFRunLoopAllActivities, YES, LONG_MIN, &myRunLoopBeginCallback, &context);
CFRetain(beginObserver); // 保留观察者，防止被释放
self.runLoopBeginObserver = beginObserver;
// 创建第二个观察者，监控 Runloop 是否处于睡眠状态
CFRunLoopObserverRef endObserver = CFRunLoopObserverCreate(kCFAllocatorDefault, kCFRunLoopAllActivities, YES, LONG_MAX, &myRunLoopEndCallback, &context);
CFRetain(endObserver); // 保留观察者，防止被释放
self.runLoopEndObserver = endObserver;
// 将观察者添加到当前 Runloop 中
CFRunLoopRef runloop = [curRunLoop getCFRunLoop];
CFRunLoopAddObserver(runloop, beginObserver, kCFRunLoopCommonModes);
CFRunLoopAddObserver(runloop, endObserver, kCFRunLoopCommonModes);
}
// 第一个观察者的回调函数，监控 Runloop 是否处于运行状态
void myRunLoopBeginCallback(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info) {
MTHangMonitor *monitor = (__bridge MTHangMonitor *)info;
g_runLoopActivity = activity; // 更新全局变量，记录当前的 Runloop 活动状态
g_runLoopMode = eRunloopDefaultMode; // 更新全局变量，记录当前的 Runloop 模式
switch (activity) {
case kCFRunLoopEntry:
g_bRun = YES; // 标记 Runloop 进入运行状态
break;
case kCFRunLoopBeforeTimers:
case kCFRunLoopBeforeSources:
case kCFRunLoopAfterWaiting:
if (g_bRun == NO) {
gettimeofday(&g_tvRun, NULL); // 记录 Runloop 开始运行的时间
}
g_bRun = YES; // 标记 Runloop 处于运行状态
break;
case kCFRunLoopAllActivities:
break;
default:
break;
}
dispatch_semaphore_signal(monitor.semaphore); // 发送信号量
}
// 第二个观察者的回调函数，监控 Runloop 是否处于睡眠状态
void myRunLoopEndCallback(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info) {
MTHangMonitor *monitor = (__bridge MTHangMonitor *)info;
g_runLoopActivity = activity; // 更新全局变量，记录当前的 Runloop 活动状态
g_runLoopMode = eRunloopDefaultMode; // 更新全局变量，记录当前的 Runloop 模式
switch (activity) {
case kCFRunLoopBeforeWaiting:
gettimeofday(&g_tvRun, NULL); // 记录 Runloop 进入睡眠状态的时间
g_bRun = NO; // 标记 Runloop 进入睡眠状态
break;
case kCFRunLoopExit:
g_bRun = NO; // 标记 Runloop 退出运行状态
break;
case kCFRunLoopAllActivities:
break;
default:
break;
}
dispatch_semaphore_signal(monitor.semaphore); // 发送信号量
}
// 启动监控的方法
- (void)startMonitor {
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
while (YES) {
long result = dispatch_semaphore_wait(self.semaphore, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, self.timeoutInterval * NSEC_PER_SEC));
if (result != 0) {
if (g_runLoopActivity == kCFRunLoopBeforeSources || g_runLoopActivity == kCFRunLoopAfterWaiting) {
[self logStackTrace]; // 记录调用栈
[self reportHang]; // 上报卡死
}
}
}
});
}
// 记录调用栈的方法
- (void)logStackTrace {
void *callstack[128];
int frames = backtrace(callstack, 128);
char **strs = backtrace_symbols(callstack, frames);
NSMutableString *stackTrace = [NSMutableString stringWithString:@"\n"];
for (int i = 0; i < frames; i++) {
[stackTrace appendFormat:@"%s\n", strs[i]];
}
free(strs);
NSLog(@"%@", stackTrace);
}
// 上报卡死的方法
- (void)reportHang {
// 在这里实现上报后台分析的逻辑
NSLog(@"检测到卡死崩溃，进行上报");
}
NS_ASSUME_NONNULL_END
以上代码中 HangMonitor 类会在主线程的 RunLoop 活动中检测是否有长时间的卡顿，并在检测到卡顿时记录调用栈并上报后台进行分析。超时时间设定为 6 秒，以覆盖大部分用户感知场景并减少性能损耗。
使用示例代码:
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#import <UIKit/UIKit.h>
#import "AppDelegate.h"
#import "MTHangMonitor.h"
int main(int argc, char * argv[]) {
NSString * appDelegateClassName;
@autoreleasepool {
__unused MTHangMonitor *monitor = [MTHangMonitor sharedInstance]; // 获取 HangMonitor 单例
// Setup code that might create autoreleased objects goes here.
appDelegateClassName = NSStringFromClass([AppDelegate class]);
}
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, appDelegateClassName);
}
总结
卡顿监控代码