【腾讯Bugly干货分享】经典随机Crash之二：Android消息机制

本文作者：鲁可——腾讯SNG专项测试组测试工程师

背景

承上经典随机Crash之一：线程安全

问题的模型

好几次灰度top1、top2 Crash发生场景：在很平常、频繁的使用页面，打开一个界面，马上返回，piaji，挂了，估计用户心中有千万只草泥马在奔腾，手机QQ究竟怎么呢？

找到开发童鞋，还是熟悉的对话：

请教：这个Crash能复现吗？开发答：场景就在这，就是复现不了啊
这里有个空指针，那我就加个判空

我只好去看下开发童鞋的代码，发现都有一个共性，跟handler postDelayed有关系，这里抽取出Crash代码梗概

Post一个匿名Runnable，延迟500ms

跟开发童鞋反复再三确认，mGLVideoView置空的地方只有一处，就在onDestroy()中

开发童鞋一般为了解决内存泄露问题，会在onDestroy中将变量置空，以让系统回收，这么做也理所当然。跟用户反馈的情况也吻合，打开界面，立马返回，会Crash。

为了搞清这个问题的根源，需要对Android消息机制有一定了解，大家可以搜索下相关文章。

不按套路出牌，碉堡了的用户是这样的，如图所示

弱爆了的我是这样的，如图所示

那接下来的事情就好办了，寻找腾讯手速最快的人，要在500ms之内打开界面，返回，要是他都复现不了，那就真的复现不了，虽然是开个玩笑，但这确实已经不是个概率性问题了，在我们手速不够快的情况下，这类型Crash确实是复现不了，但很显然这不是解决问题的正确姿势。

解决问题的思路

事后手段：

加判空
这里给大家推荐这篇文章：

Android handler.removeCallbacksAndMessages(null)的妙用
http://www.snowdream.tech/2016/02/18/handler-removeCallbacksAndMessages/

好处有：非静态匿名内部类Runnable持有外部类会导致内存泄露，remove掉以较少内存泄露；消除这类空指针Crash的隐患；减少主线程消息队列的任务，还能提升点性能

然而这些都不能做到事前发现，今天我们就一起来探讨下一些事前的手段，并解密一个我申请的有利于发现同类问题的专利。

请教了做静态检查的同学，在没有任何上下文环境的情况下直接使用一个变量，这种空指针检查很难搞，我们主要从动态角度上分析。

1、在`activity onDestroy`之后`handler.post`

监控Activity onDestroy 、handler post操作，强制在onDestroy之后再post，就能100%复现这个Crash了

那首先需要寻找Activity与handler之间的联系，监控onDestroy，可以用hook或者类似LeakCanary的方式，注册ActivityLifecycleCallbacks来监听，但难点在怎么把handler post跟Activity onDestroy建立起联系，从开发者的角度来说，这两个模块没有联系，Activity完全不用handler也是可以的，在Activity的生命周期方法中，没有哪个需要带上handler，Activity中会不会默认隐藏着handler了？

抱着这样的疑问，我去看了下Activity的源码（以Android5.0为准）

果真Activity中会有一个mHandler

看了下这个mHandler在什么地方会被用到

只有在runOnUiThread中会被用到，但开发者自己绑定MainLooper的handler跟这个mHandler没有关系。

这种方法需要对Activity Handler两大核心模块找到一种关联，并做一种高精度的手术，限于本人能力有限，一时陷入了困境。

2、控制消息的时机

既然没法找到Activity Handler的关联，就只好从消息机制本身着手。

刚开始我们想到的方法，把这种消息从消息队列里取出来，等待时机，然后再重新插入消息队列

那第一步就需要把这种消息取出来，我们先来看看源码是怎么做的

在loop()中会通过next()获取一个消息，如果能获取到，则通过dispatchMessage()分发消息，接下来我们看看next()是怎么获取消息的

在next获取了当前系统时间，若到了消息执行时间，则返回消息

这里一定会有疑问，msg.when是怎么设置的？消息是如何插入队列的？

next()从消息队列获取一个消息，无法精准到具体的消息，其实我们还可以参考removeMessages的实现，通过反射来取出消息，如果remove的时机过晚，也会导致这个消息已经被消费了，如果remove错了，导致丢消息，篓子就捅大了。总之，我们必须搞清楚消息入队列的过程。

发送消息主要有sendXXX，postXXX两大类方法，由于Runnable也会被封装成Message

其实这里面也会有个坑：Callback类型Message的what是0，大家有兴趣也可以学习下

看过post (runnable)、sendMessage过程后，我画了一个postXXX、sendXXX调用关系图

根据上面的图，可以看出sendMessageDelayed和sendMessageAtTime是非常重要的两个环节，我们来看下这两个方法究竟做了啥

在sendMessageDelayed中会用系统开机总时间+dalayMillis，所以传入sendMessageAtTime的值是相对于系统启动的绝对值

再来看queue.enqueueMessage的过程

when赋值给了msg.when，这下能解释next()中msg.when是如何得来的问题，到这里，您应该清楚了，原来插入消息队列的顺序是根据msg.when大小来插入的。

前面说到when传入的是一个绝对值，那上面为啥有when==0的判断，那什么时候when会为0呢？当把一个消息强制插入到队列首的位置，会传入0

如果我们要延迟那个消息的处理时机，只需改动这个绝对值就可以了，我们决定通过hook sendMessageDelayed，将延迟时间delayMillis改长，如果您看到这里，是不是觉得方案其实很简单？确实是的，如果我一上来就告诉您这么做，那这个问题就很简单了，其实中间也是踩了一些坑，然而知道为什么要这么做，似乎更重要，也更有趣。

到此，您已经清楚Android是如何插入消息的了，您要是愿意，完全可以把全部消息hook住了，随意改uptimeMillis，那您已经掌握了玩弄消息顺序于股掌之中的技术。

问题的解决方案

最终综合安全性、稳定性等方面的考虑，我们采用了将delayMillis时间改长的方案

考虑到主线程做了很多事情，比如需处理绘制UI等一些系统消息，而开发者一般把延时操作都放在了Runnable里，这里我们只延迟Runnable经过封装的消息，并根据调用堆栈做了过滤
考虑到这种Crash容易发生在post短时间内，如果开发者本来设置的延迟时间就比较大，如果再加大延迟，会让消息得不到及时处理，所以我们对需要加大延迟的时间做了阈值判断

最终实现的流程图如下图所示：

因此，这个专利水到渠成：一种延迟消息分发模拟Crash的方法

最终要达到的效果下图所示：

众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在，灯火阑珊处。延迟一个小时，我完全可以出去吃个饭、遛个弯，再回来复现这个Crash了。

问：跟当前主线程卡顿监控方案是否有冲突？

答：主线程卡顿监控主要是计算dispatchMessage，Dispatching、Finished之间的耗时，我们对dispatchMessage没做任何手脚，只是延迟了消息的处理时机。

问：会不会造成卡顿？

答：UI上的不流畅主要是掉帧，每个消息具体耗时多少，还是取决于消息本身在做什么，我们跟开发者自己把delayMillis改长并没什么区别。

效果

延迟消息分发SDK已加入NewMonkey随身版挑战者模式中，能做到无场景延迟Runnable类型消息的分发，功能上线短短1天内，就发现了Android QQ 4个Crash，都得到了开发同学的迅速fix。

由于本人能力、精力有限，对Android消息机制远未啃透，若有纰漏，欢迎斧正，对其他平台的消息机制更是一窍不通，若对您有所启发，深感荣幸。

道高一尺魔高一丈，在降Crash率上，依旧任重而道远。

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