怎么让程序异常退出时打印堆栈信息

打印堆栈是调试的常用方法，一般在系统异常时，我们可以将异常情况下的堆栈打印出来，这样十分方便错误查找。实际上还有另外一个非常有用的功能：分析代码的行为。android代码太过庞大复杂了，完全的静态分析经常是无从下手，因此通过打印堆栈的动态分析也十分必要。

Android打印堆栈的方法，简单归类一下

1. zygote的堆栈dump

实际上这个可以同时dump java线程及native线程的堆栈，对于java线程，java堆栈和native堆栈都可以得到。

使用方法很简单，直接在adb shell或串口中输入：

[plain] view plaincopy

kill -3 <pid>

输出的trace会保存在 /data/anr/traces.txt文件中。这个需要注意，如果没有 /data/anr/这个目录或/data/anr/traces.txt这个文件，需要手工创建一下，并设置好读写权限。

如果需要在代码中，更容易控制堆栈的输出时机，可以用以下命令获取zygote的core dump:

[java] view plaincopy

Process.sendSignal(pid, Process.SIGNAL_QUIT)

原理和命令行是一样的。

不过需要注意两点：

adb shell可能会没有权限，需要root。

android 4.2中关闭了native thread的堆栈打印，详见 dalvik/vm/Thread.cpp的dumpNativeThread方法：

[cpp] view plaincopy

dvmPrintDebugMessage(target,

"\"%s\" sysTid=%d nice=%d sched=%d/%d cgrp=%s\n",

name, tid, getpriority(PRIO_PROCESS, tid),

schedStats.policy, schedStats.priority, schedStats.group)

dumpSchedStat(target, tid)

// Temporarily disabled collecting native stacks from non-Dalvik

// threads because sometimes they misbehave.

//dvmDumpNativeStack(target, tid)

Native堆栈的打印被关掉了！不过对于大多数情况，可以直接将这个注释打开。

第一步：在终端运行Java程序

第二步：通过命令 pidof java 找到已经启动的java进程的ID，选择需要查看的java程序的进程ID

第三步：使用命令 kill -3 <java进行的 pid>打印出java程序的线程堆栈信息

第四步：通常情况下运行的项目可能会比较大，那么这个时候打印的堆栈信息可能会有几千到几万行，为了方便查看，我们往往需要将输出内容进行重定向

使用linux下的重定向命令方式即可：例如： demo.sh >run.log 2>&1 将输出信息重定向到 run.log中。

注：在 *** 作系统中，0 1 2分别对应着不同的含义， 如下：

0 ： 标准输入，即：C中的stdin ， java中的System.in

1 ： 标准输出， 即：C中的stdout ，java中的System.out

2 ： 错误输出， 即：C中的stderr ， java中的System.err

Demo：

----------------------------------------------------------------------------------------------

Sources Code ：

public class PrintThreadTrace {

Object obj1 = new Object()

Object obj2 = new Object()

public void func1(){

synchronized (obj1){

func2()

}

}

public void func2(){

synchronized (obj2){

while(true){

System.out.print("")

}

}

}

public static void main(String[] args){

PrintThreadTrace ptt = new PrintThreadTrace()

ptt.func1()

}

}

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

按照步骤 *** 作后的打印输出信息：

Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (24.79-b02 mixed mode):

"Service Thread" daemon prio=10 tid=0x00007fdc880a9000 nid=0x12a4 runnable [0x0000000000000000]

java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"C2 CompilerThread1" daemon prio=10 tid=0x00007fdc880a7000 nid=0x12a3 waiting on condition [0x0000000000000000]

java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"C2 CompilerThread0" daemon prio=10 tid=0x00007fdc880a4000 nid=0x12a2 waiting on condition [0x0000000000000000]

java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"JDWP Command Reader" daemon prio=10 tid=0x00007fdc50001000 nid=0x1299 runnable [0x0000000000000000]

java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"JDWP Event Helper Thread" daemon prio=10 tid=0x00007fdc880a1800 nid=0x1298 runnable [0x0000000000000000]

java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"JDWP Transport Listener: dt_socket" daemon prio=10 tid=0x00007fdc8809e000 nid=0x1297 runnable [0x0000000000000000]

java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"Signal Dispatcher" daemon prio=10 tid=0x00007fdc88091000 nid=0x1296 waiting on condition [0x0000000000000000]

java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"Finalizer" daemon prio=10 tid=0x00007fdc88071800 nid=0x1295 in Object.wait() [0x00007fdc77ffe000]

java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)

at java.lang.Object.wait(Native Method)

- waiting on <0x00000000ecb04858>(a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)

at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:135)

- locked <0x00000000ecb04858>(a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)

at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:151)

at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:209)

"Reference Handler" daemon prio=10 tid=0x00007fdc8806f800 nid=0x1294 in Object.wait() [0x00007fdc7c10b000]

java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)

at java.lang.Object.wait(Native Method)

- waiting on <0x00000000ecb04470>(a java.lang.ref.Reference$Lock)

at java.lang.Object.wait(Object.java:503)

at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:133)

- locked <0x00000000ecb04470>(a java.lang.ref.Reference$Lock)

"main" prio=10 tid=0x00007fdc8800b800 nid=0x128e runnable [0x00007fdc8fef7000]

java.lang.Thread.State: RUNNABLE

at com.wenchain.study.PrintThreadTrace.func2(PrintThreadTrace.java:20)

- locked <0x00000000ecc04b20>(a java.lang.Object)

at com.wenchain.study.PrintThreadTrace.func1(PrintThreadTrace.java:13)

- locked <0x00000000ecc04b10>(a java.lang.Object)

at com.wenchain.study.PrintThreadTrace.main(PrintThreadTrace.java:27)

"VM Thread" prio=10 tid=0x00007fdc8806b000 nid=0x1293 runnable

"GC task thread#0 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x00007fdc88021000 nid=0x128f runnable

"GC task thread#1 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x00007fdc88023000 nid=0x1290 runnable

"GC task thread#2 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x00007fdc88024800 nid=0x1291 runnable

"GC task thread#3 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x00007fdc88026800 nid=0x1292 runnable

"VM Periodic Task Thread" prio=10 tid=0x00007fdc880b3800 nid=0x12a5 waiting on condition

JNI global references: 1391

Heap

PSYoungGen total 17920K, used 1270K [0x00000000ecb00000, 0x00000000ede80000, 0x0000000100000000)

eden space 15872K, 8% used [0x00000000ecb00000,0x00000000ecc3d898,0x00000000eda80000)

from space 2048K, 0% used [0x00000000edc80000,0x00000000edc80000,0x00000000ede80000)

to space 2048K, 0% used [0x00000000eda80000,0x00000000eda80000,0x00000000edc80000)

ParOldGen total 39424K, used 0K [0x00000000c6200000, 0x00000000c8880000, 0x00000000ecb00000)

object space 39424K, 0% used [0x00000000c6200000,0x00000000c6200000,0x00000000c8880000)

PSPermGen total 21504K, used 2619K [0x00000000c1000000, 0x00000000c2500000, 0x00000000c6200000)

object space 21504K, 12% used [0x00000000c1000000,0x00000000c128edd8,0x00000000c2500000)

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

上面的信息中包含了当前JVM中所有运行的线程信息，其中在示例中我们启动的线程为main线程，其余的都是JVM自己创建的。

在打印的信息中，我们可以清楚的看见当前线程的调用上下文，可以很清楚的知道程序的运行情况。

并且我们在最后面还能看见当前虚拟机中的内存使用情况，青年世代，老年世代的信息等等...

PS: 在JDK1.5以上，我们可以通过在Java程序中调用Thread.getStackTrace()方法来进行堆栈的自动打印，使得线程堆栈的打印时机可编程控制。

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除日志外，还有没有别的方式跟踪线上服务问题呢？或者，跟踪并排除日志里无法发现的问题？方法当然是有的，就是通过现场快照定位并发现问题。我们所说的现场，主要指这两方面：Java 线程栈。线程栈是Java线程工作的快照，可以获得当前线程在做什么；Java 内存堆。堆是JVM的内存快照，可以获取内存分配相关信息。

打印堆栈是调试的常用方法，一般在系统异常时，我们可以将异常情况下的堆栈打印出来，这样十分方便错误查找。实际上还有另外一个非常有用的功能：分析代码的行为。android代码太过庞大复杂了，完全的静态分析经常是无从下手，因此通过打印堆栈的动态分析也十分必要。

Android打印堆栈的方法，简单归类一下

1. zygote的堆栈dump

实际上这个可以同时dump java线程及native线程的堆栈，对于java线程，java堆栈和native堆栈都可以得到。

使用方法很简单，直接在adb shell或串口中输入：

[plain] view plaincopy

kill -3 <pid>

输出的trace会保存在 /data/anr/traces.txt文件中。这个需要注意，如果没有 /data/anr/这个目录或/data/anr/traces.txt这个文件，需要手工创建一下，并设置好读写权限。

如果需要在代码中，更容易控制堆栈的输出时机，可以用以下命令获取zygote的core dump:

[java] view plaincopy

Process.sendSignal(pid, Process.SIGNAL_QUIT)

原理和命令行是一样的。

不过需要注意两点：

adb shell可能会没有权限，需要root。

android 4.2中关闭了native thread的堆栈打印，详见 dalvik/vm/Thread.cpp的dumpNativeThread方法：

[cpp] view plaincopy

dvmPrintDebugMessage(target,

"\"%s\" sysTid=%d nice=%d sched=%d/%d cgrp=%s\n",

name, tid, getpriority(PRIO_PROCESS, tid),

schedStats.policy, schedStats.priority, schedStats.group)

dumpSchedStat(target, tid)

// Temporarily disabled collecting native stacks from non-Dalvik

// threads because sometimes they misbehave.

//dvmDumpNativeStack(target, tid)

Native堆栈的打印被关掉了！不过对于大多数情况，可以直接将这个注释打开。

2. debuggerd的堆栈dump

debuggerd是android的一个daemon进程，负责在进程异常出错时，将进程的运行时信息dump出来供分析。debuggerd生 成的coredump数据是以文本形式呈现，被保存在 /data/tombstone/ 目录下(名字取的也很形象，tombstone是墓碑的意思)，共可保存10个文件，当超过10个时，会覆盖重写最早生成的文件。从4.2版本开 始，debuggerd同时也是一个实用工具：可以在不中断进程执行的情况下打印当前进程的native堆栈。使用方法是:

[plain] view plaincopy

debuggerd -b <pid>

这可以协助我们分析进程执行行为，但最最有用的地方是：它可以非常简单的定位到native进程中锁死或错误逻辑引起的死循环的代码位置。

3. java代码中打印堆栈

Java代码打印堆栈比较简单， 堆栈信息获取和输出，都可以通过Throwable类的方法实现。目前通用的做法是在java进程出现需要注意的异常时，打印堆栈，然后再决定退出或挽救。通常的方法是使用exception的printStackTrace()方法：

[java] view plaincopy

try {

...

} catch (RemoteException e) {

e.printStackTrace()

...

}

当然也可以只打印堆栈不退出，这样就比较方便分析代码的动态运行情况。Java代码中插入堆栈打印的方法如下：

[java] view plaincopy

Log.d(TAG,Log.getStackTraceString(new Throwable()))

4. C++代码中打印堆栈

C++也是支持异常处理的，异常处理库中，已经包含了获取backtrace的接口，Android也是利用这个接口来打印堆栈信息的。在Android的C++中，已经集成了一个工具类CallStack，在libutils.so中。使用方法：

[cpp] view plaincopy

#include <utils/CallStack.h>

...

CallStack stack

stack.update()

stack.dump()

使用方式比较简单。目前Andoid4.2版本已经将相关信息解析的很到位，符号表查找，demangle，偏移位置校正都做好了。

[plain] view plaincopy

5. C代码中打印堆栈

C代码，尤其是底层C库，想要看到调用的堆栈信息，还是比较麻烦的。 CallStack肯定是不能用，一是因为其实C++写的，需要重新封装才能在C中使用，二是底层库反调上层库的函数，会造成链接器循环依赖而无法链接。 不过也不是没有办法，可以通过android工具类CallStack实现中使用的unwind调用及符号解析函数来处理。

这里需要注意的是，为解决链接问题，最好使用dlopen方式，查找需要用到的接口再直接调用，这样会比较简单。如下为相关的实现代码，只需要在要 打印的文件中插入此部分代码，然后调用getCallStack()即可，无需包含太多的头文件和修改Android.mk文件：

[cpp] view plaincopy

#define MAX_DEPTH 31

#define MAX_BACKTRACE_LINE_LENGTH 800

#define PATH "/system/lib/libcorkscrew.so"

typedef ssize_t (*unwindFn)(backtrace_frame_t*, size_t, size_t)

typedef void (*unwindSymbFn)(const backtrace_frame_t*, size_t, backtrace_symbol_t*)

typedef void (*unwindSymbFreeFn)(backtrace_symbol_t*, size_t)

static void *gHandle = NULL

static int getCallStack(void){

ssize_t i = 0

ssize_t result = 0

ssize_t count

backtrace_frame_t mStack[MAX_DEPTH]

backtrace_symbol_t symbols[MAX_DEPTH]

unwindFn unwind_backtrace = NULL

unwindSymbFn get_backtrace_symbols = NULL

unwindSymbFreeFn free_backtrace_symbols = NULL

// open the so.

if(gHandle == NULL) gHandle = dlopen(PATH, RTLD_NOW)

// get the interface for unwind and symbol analyse

if(gHandle != NULL) unwind_backtrace = (unwindFn)dlsym(gHandle, "unwind_backtrace")

if(gHandle != NULL) get_backtrace_symbols = (unwindSymbFn)dlsym(gHandle, "get_backtrace_symbols")

if(gHandle != NULL) free_backtrace_symbols = (unwindSymbFreeFn)dlsym(gHandle, "free_backtrace_symbols")

if(!gHandle ||!unwind_backtrace ||!get_backtrace_symbols || !free_backtrace_symbols ){

ALOGE("Error! cannot get unwind info: handle:%p %p %p %p",

gHandle, unwind_backtrace, get_backtrace_symbols, free_backtrace_symbols )

return result

}

count= unwind_backtrace(mStack, 1, MAX_DEPTH)

get_backtrace_symbols(mStack, count, symbols)

for (i = 0i <counti++) {

char line[MAX_BACKTRACE_LINE_LENGTH]

const char* mapName = symbols[i].map_name ? symbols[i].map_name : "<unknown>"

const char* symbolName =symbols[i].demangled_name ? symbols[i].demangled_name : symbols[i].symbol_name

size_t fieldWidth = (MAX_BACKTRACE_LINE_LENGTH - 80) / 2

if (symbolName) {

uint32_t pc_offset = symbols[i].relative_pc - symbols[i].relative_symbol_addr

if (pc_offset) {

snprintf(line, MAX_BACKTRACE_LINE_LENGTH, "#%02d pc %08x %.*s (%.*s+%u)",

i, symbols[i].relative_pc, fieldWidth, mapName,

fieldWidth, symbolName, pc_offset)

} else {

snprintf(line, MAX_BACKTRACE_LINE_LENGTH, "#%02d pc %08x %.*s (%.*s)",

i, symbols[i].relative_pc, fieldWidth, mapName,

fieldWidth, symbolName)

}

} else {

snprintf(line, MAX_BACKTRACE_LINE_LENGTH, "#%02d pc %08x %.*s",

i, symbols[i].relative_pc, fieldWidth, mapName)

}

ALOGD("%s", line)

}

free_backtrace_symbols(symbols, count)

return result

}

对sched_policy.c的堆栈调用分析如下,注意具体是否要打印，在哪里打印，还可以通过pid、uid、property等来控制一下，这样就不会被淹死在trace的汪洋大海中。

[plain] view plaincopy

D/SchedPolicy( 1350): #00 pc 0000676c /system/lib/libcutils.so

D/SchedPolicy( 1350): #01 pc 00006b3a /system/lib/libcutils.so (set_sched_policy+49)

D/SchedPolicy( 1350): #02 pc 00010e82 /system/lib/libutils.so (androidSetThreadPriority+61)

D/SchedPolicy( 1350): #03 pc 00068104 /system/lib/libandroid_runtime.so (android_os_Process_setThreadPriority(_JNIEnv*, _jobject*, int, int)+7)

D/SchedPolicy( 1350): #04 pc 0001e510 /system/lib/libdvm.so (dvmPlatformInvoke+112)

D/SchedPolicy( 1350): #05 pc 0004d6aa /system/lib/libdvm.so (dvmCallJNIMethod(unsigned int const*, JValue*, Method const*, Thread*)+417)

D/SchedPolicy( 1350): #06 pc 00027920 /system/lib/libdvm.so

D/SchedPolicy( 1350): #07 pc 0002b7fc /system/lib/libdvm.so (dvmInterpret(Thread*, Method const*, JValue*)+184)

D/SchedPolicy( 1350): #08 pc 00060c30 /system/lib/libdvm.so (dvmCallMethodV(Thread*, Method const*, Object*, bool, JValue*, std::__va_list)+271)

D/SchedPolicy( 1350): #09 pc 0004cd34 /system/lib/libdvm.so

D/SchedPolicy( 1350): #10 pc 00049382 /system/lib/libandroid_runtime.so

D/SchedPolicy( 1350): #11 pc 00065e52 /system/lib/libandroid_runtime.so

D/SchedPolicy( 1350): #12 pc 0001435e /system/lib/libbinder.so (android::BBinder::transact(unsigned int, android::Parcel const&, android::Parcel*, unsigned int)+57)

D/SchedPolicy( 1350): #13 pc 00016f5a /system/lib/libbinder.so (android::IPCThreadState::executeCommand(int)+513)

D/SchedPolicy( 1350): #14 pc 00017380 /system/lib/libbinder.so (android::IPCThreadState::joinThreadPool(bool)+183)

D/SchedPolicy( 1350): #15 pc 0001b160 /system/lib/libbinder.so

D/SchedPolicy( 1350): #16 pc 00011264 /system/lib/libutils.so (android::Thread::_threadLoop(void*)+111)

D/SchedPolicy( 1350): #17 pc 000469bc /system/lib/libandroid_runtime.so (android::AndroidRuntime::javaThreadShell(void*)+63)

D/SchedPolicy( 1350): #18 pc 00010dca /system/lib/libutils.so

D/SchedPolicy( 1350): #19 pc 0000e3d8 /system/lib/libc.so (__thread_entry+72)

D/SchedPolicy( 1350): #20 pc 0000dac4 /system/lib/libc.so (pthread_create+160)

D/SchedPolicy( 1350): #00 pc 0000676c /system/lib/libcutils.so

D/SchedPolicy( 1350): #01 pc 00006b3a /system/lib/libcutils.so (set_sched_policy+49)

D/SchedPolicy( 1350): #02 pc 00016f26 /system/lib/libbinder.so (android::IPCThreadState::executeCommand(int)+461)

D/SchedPolicy( 1350): #03 pc 00017380 /system/lib/libbinder.so (android::IPCThreadState::joinThreadPool(bool)+183)

D/SchedPolicy( 1350): #04 pc 0001b160 /system/lib/libbinder.so

D/SchedPolicy( 1350): #05 pc 00011264 /system/lib/libutils.so (android::Thread::_threadLoop(void*)+111)

D/SchedPolicy( 1350): #06 pc 000469bc /system/lib/libandroid_runtime.so (android::AndroidRuntime::javaThreadShell(void*)+63)

D/SchedPolicy( 1350): #07 pc 00010dca /system/lib/libutils.so

D/SchedPolicy( 1350): #08 pc 0000e3d8 /system/lib/libc.so (__thread_entry+72)

D/SchedPolicy( 1350): #09 pc 0000dac4 /system/lib/libc.so (pthread_create+160)

6. 其它堆栈信息查询

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