Flutter异常监控 - 壹 | 从Zone说起

标签：Zone 捕获 Isolate 监控 print 异常 Flutter

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如果你正需要处理Flutter异常捕获，那么恭喜你，找对地了，这里从根源上给你准备了Flutter异常捕获需要是所有知识和原理，让你更深刻认识Flutter Zone概念。

Zone是什么

/// A zone represents an environment that remains stable across asynchronous
/// calls.

SDK中描述：表示一个环境，这个环境为了保持稳定异步调用。

通俗理解39 | 线上出现问题，该如何做好异常捕获与信息采集？中描述：

我们可以给代码执行对象指定一个 Zone，在 Dart 中，Zone 表示一个代码执行的环境范围，其概念类似沙盒，不同沙盒之间是互相隔离的。如果我们想要观察沙盒中代码执行出现的异常，沙盒提供了 one rror 回调函数，拦截那些在代码执行对象中的未捕获异常。

Zone创建

Dart提供了runZoned方法，支持Zone的快速创建

R runZoned<R>(R body(),
    {Map<Object?, Object?>? zoneValues,
    ZoneSpecification? zoneSpecification,
    @Deprecated("Use runZonedGuarded instead") Function? one rror}) {

zoneValues: Zone 的私有数据，可以通过实例zone[key]获取，可以理解为每个“沙箱”的私有数据。
zoneSpecification：Zone的一些配置，可以自定义一些代码行为，比如拦截日志输出和错误等

Zone的作用

捕获异常

import 'dart:async';

//OUTPUT:Uncaught error: Would normally kill the program
void main() {
  runZonedGuarded(() {
    Timer.run(() {
      throw 'Would normally kill the program';
    });
  }, (error, stackTrace) {
    print('Uncaught error: $error');
  });
}

用try catch一样可以捕获，为啥要通过Zone来捕获？

Zone回调收拢了异步捕获入口，提高了可维护性。
未预料的未捕获异常可以帮你自动捕获到，提高便捷性。

是不是所有异常都可以捕获到？

不是, 只能处理情况1。

Zone默认捕获范围主要针对异步异常或者一般逻辑异常等常规异常，比如Future中出了问题，或者逻辑处理了1/0，(见Tag3)，捕获异步异常原理见简话-Flutter异常处理 - 掘金
Dart中另外比较容易出现的异常是framework异常，比如build异常等，这种异常Zone无法捕获到，原因可以参看Flutter异常捕获和Crash崩溃日志收集。如果想Zone来处理可这样抛给它(见Tag1)
Flutter Engine和Native异常，isolate异常不是runZonedGuarded和FlutterError.onError 能处理范围。
isolate异常处理(见Tag2)

原理参考特别放送｜温故而知新，与你说说专栏的那些思考题

并发 Isolate 的异常是无法通过 try-catch 来捕获的。并发 Isolate 与主 Isolate 通信是采用 SendPort 的消息机制，而异常本质上也可以视作一种消息传递机制。所以，如果主 Isolate 想要捕获并发 Isolate 中的异常消息，可以给并发 Isolate 传入 SendPort。而创建 Isolate 的函数 spawn 中就恰好有一个类型为 SendPort 的 one rror 参数，因此并发 Isolate 可以通过往这个参数里发送消息，实现异常通知。

完整Dart异常捕获代码

void main() {
  FlutterError.onError = (FlutterErrorDetails details) {
    Zone.current.handleUncaughtError(details.exception, details.stack);//Tag1
    //或customerReport(details);
  };

  //Tag2
  Isolate.current.addErrorListener(
      RawReceivePort((dynamic pair) async {
        final isolateError = pair as List<dynamic>;
        customerReport(details);
      }).sendPort,
    );

  runZoned(
    () => runApp(MyApp()),
    zoneSpecification: ZoneSpecification(
      print: (Zone self, ZoneDelegate parent, Zone zone, String line) {
            report(line)
      },
    ),
    one rror: (Object obj, StackTrace stack) {
      //Tag3
      customerReport(e, stack);
    }
  );
}

在部分或全部代码中覆盖一组有限的方法

例如print()和scheduleMicrotask()

main() {
  runZoned(() {
    print("test");
  }, zoneSpecification: ZoneSpecification(
      print: (self, parent, zone, s) {
        parent.print(zone, "hook it: $s");
      }
  ));
}

//OUTPUT:hook it: test

上面实现的原理是什么呢？

简单讲就是runZoned从root Zone fork了一个子Zone，print打印时如果当前Zone

不为空则使用当前Zone的print来打印，而不使用root Zone的print方法。详细见Dart中Future、Zone、Timer的源码学习

每次代码进入或退出区域时执行一个操作

例如启动或停止计时器，或保存堆栈跟踪。

如下例子，Zone提供了一个hook点，在执行其中方法时候，可以做额外包装操作（Tag1,Tag2），比如耗时方法打印，这样在不破坏原有代码基础上实现了无侵入的统一逻辑注入。

import 'dart:async';

final total = new Stopwatch();
final user = new Stopwatch();

final specification = ZoneSpecification(run: <R>(self, parent, zone, f) {
  //Tag1
  user.start();
  try {
    return parent.run(zone, f);
  } finally {
    //Tag2
    user.stop();
  }
});

void main() {
  runZoned(() {
    total.start();
    a();
    b();
    c().then((_) {
      print(total.elapsedMilliseconds);
      print(user.elapsedMilliseconds);
    });
  }, zoneSpecification: specification);
}

void a() {
  print('a');
}

void b() {
  print('b');
}

Future<void> c() {
  return Future.delayed(Duration(seconds: 5), () => print('c'));
}

输出：

a
b
c
5005
6

将数据（称为 Zone本地值）与各个其他Zone相关联

这个作用类似java中的threadlocal，每个Zone相当于有自己值的作用范围，Zone直接值的传递和共享通过zonevalue来实现。

import 'dart:async';

void main() {
  Zone firstZone = Zone.current.fork(zoneValues: {"name": "bob"});
  Zone secondZone = firstZone.fork(zoneValues: {"extra_values": 12345});
  secondZone.run(() {
    print(secondZone["name"]); // bob
    print(secondZone["extra_values"]); // 12345
  });
}

案例说明：

和Linux类似地，当Zone做Fork的时候，会将父Zone所持有的ZoneSpecification、ZoneValues会继承下来，可以直接使用。并且是支持追加的，secondZone在firstZone的基础之上，又追加了extra_values属性，不会因为secondZone的ZoneValues就导致name属性被替换掉。