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微信团队分享:iOS版微信是如何防止特殊字符导致的炸群、APP崩溃的?

本文来自微信开发团队yanyang的技术分享。


1、引言


相信大家都遇到过一段特殊文本可以让iOS设备所有app闪退的经历。前段时间大年初一,又出现某个印度语字符引起iOS11系统奔溃,所幸iOS版微信客户端做了保护并没有引起太大问题(字符处理这类技术问题,其实曾在Android版微信上导致过严重的用户体验危机,感兴趣的可以看看文章《微信团队披露:微信界面卡死超级bug“15。。。。”的来龙去脉)。

一般来说,特殊字符闪退是系统漏洞引起,只要更新系统就行。但大部分用户不愿意更新系统,而苹果也不一定第一时间解决问题。另外后台可以拦截恶意文本传递,但对于本地已下发的消息,后台没有办法让它删除。所以客户端还是要做些保护预防特殊字符闪退。


最新消息:微信团队已于2018年9月底正式开源了解决本文所涉及问题的MMKV组件方案,源码地址:https://github.com/Tencent/MMKV,中文说明:https://github.com/Tencent/MMKV/blob/master/readme_cn.md

2、微信的思路


由于无法事先知道字符串里包含特殊字符,所以只能先让它排版/绘制,看看是否出现问题。做法是,在排版/绘制字符串前,先设置标记位,排版/绘制结束后,移除标记位。

一旦发现标记位存在,就意味着这字符串可能有问题,下次就不显示这个字符串:
1.png

这里有几个问题:

有可能在排版/绘制过程中,其它线程crash,导致标记位不能正常移除。所以crash时要判断crash线程是否为排版/绘制线程。

究竟crash多少次才能判断这字符串是有问题的:最早做法是crash一次就直接屏蔽,但很多用户反馈,说某些好友昵称无法显示。其实iOS绘制字符串时也会极少概率出现闪退,从而误判。但crash两次才屏蔽的话,如果用户连续收到N条恶意消息,那么至少crash 2N次才彻底把所有有问题消息屏蔽。

因此,第一次字符串crash先不屏蔽,后续连续字符串crash的话,直接屏蔽。这样crash N+1次就能处理完了。

3、具体的iOS代码实现


正如第2节的思路那样。整个逻辑代码大致如下。

MessageItemView.mm:
//CP是CrashProtected的简称

@implementation MessageItemView

- (void)initContentLabel {
    m_label = [[MMCPLabel alloc] init];
    m_label.cpKey = [MMCPUtil generateKeyWithObject:self.messageModel];
    
    if ([MMCPUtil isUnsafeWithKey:m_label.cpKey]) {
        // 检测出messageModel消息内容有问题,屏蔽显示
        m_label.text = @"该内容无法显示";
    } else {
        m_label.text = self.messageModel.content;
    }
}

@end

MMCPLabel.mm:
@implementation MMCPLabel

@synthesize cpKey = m_cpKey;

// 对常用的排版/绘制接口做检查
- (void)layoutSublayersOfLayer:(CALayer *)layer {
    CScopedCrashCounter crashCounter(m_cpKey);
    [super layoutSublayersOfLayer:layer];
}

- (void)drawLayer:(CALayer *)layer inContext:(CGContextRef)ctx {
    CScopedCrashCounter crashCounter(m_cpKey);
    [super drawLayer:layer inContext:ctx];
}

- (CGSize)sizeThatFits:(CGSize)size {
    CScopedCrashCounter crashCounter(m_cpKey);
    return [super sizeThatFits:size];
}

@end

MMCPUtil.mm:
// 利用C++特性,在声明C++类临时变量时,会自动执行构造函数,离开作用域会执行析构函数
// 因此构造函数做crashCount+1,析构函数做crashCount-1
class CScopedCrashCounter {
public:
    CScopedCrashCounter(NSString *cpKey) {
        m_cpKey = cpKey;
        [MMCPUtil increaseCrashCountWithKey:m_cpKey];
    }
    ~CScopedCrashCounter() {
        [MMCPUtil decreaseCrashCountWithKey:m_cpKey];
    }
private:
    NSString *m_cpKey;
};

@implementation MMCPUtil

@synthesize crashKeyMemoryMappedKV = m_crashKeyMemoryMappedKV; // 被判定为恶意信息对应的key
@synthesize crashCountMemoryMappedKV = m_crashCountMemoryMappedKV; // 每个key crash次数

- (BOOL)isUnsafeWithKey:(NSString *)key {
    return [m_crashKeyMemoryMappedKV getBoolForKey:key] == YES;
}

- (void)increaseCrashCountWithKey:(NSString *)key {
    // 这里记录key所在线程
    ...

    int32_t count = [m_crashCountMemoryMappedKV getInt32ForKey:key];
    [m_crashCountMemoryMappedKV setInt32:count + 1 forKey:key]
}

- (void)decreaseCrashCountWithKey:(NSString *)key {
    int32_t count = [m_crashCountMemoryMappedKV getInt32ForKey:key];
    [m_crashCountMemoryMappedKV setInt32:MAX(0, count - 1) forKey:key];
}

// crash回调函数
- (void)onSignalCrash:(siginfo_t *)info {
    // 先找到跟crash线程相同的key
    NSString *key = [self lastCPKey:info->si_pid];
    if (key == nil) return;
    
    if (m_isLastTimeCrashedBySpecialCharacter == NO) {
        // 设置当前是特殊字符引起的闪退,如果crash次数大于1,则屏蔽这字符串显示
        [self setLastTimeCrashedBySpecialCharacter:YES];
        if ([m_crashCountMemoryMappedKV getInt32ForKey:key] > 1) {
            [m_crashKeyMemoryMappedKV setBool:YES forKey:key];
        }
    } else {
        // 连续特殊字符闪退,直接屏蔽
        [m_crashKeyMemoryMappedKV setBool:YES forKey:key];
    }
}

@end

4、还需要从用户体验上做更进一步改进


即使有了上面的N+1优化,当N很大时,客户端还是要crash很多次才能正常使用。之前有用户乱扫二维码被拉进炸群,如果不发红包,群主不停炸群;用户频繁crash,也无法退群。不少用户会选择卸载重装客户端。因此客户端要加上安全模式的机制。

当客户端检测出连续三次crash,下次启动会出现安全模式的界面,提示用户如何处理:
2.jpeg

对于频繁闪退的群聊,主界面提供快捷入口方便用户退群。另外对于可能误判的字符串,界面也提供入口方便用户恢复字符串显示:
3.png

为了让后台第一时间发现新的特殊字符变种,客户端检测出特殊字符crash后,会把相关信息上报到后台。通过客户端上报、后台拦截的闭环,能大大降低特殊字符传播范围。这方案不仅用于特殊字符,还能用于其他恶意信息,如炸群消息、GIF、小视频、链接等。

5、通用组件MemoryMappedKV


由于需要埋点的地方太多了,昵称、消息内容、头像等等,为了不影响滑动性能,guoling同学开发了一套基于mmap的高性能通用key-value存储组件,敬请阅读《微信团队分享:iOS版微信的高性能通用key-value组件技术实践》。

最新消息:微信团队已于2018年9月底正式开源了这个MMKV组件,源码地址:https://github.com/Tencent/MMKV,中文说明:https://github.com/Tencent/MMKV/blob/master/readme_cn.md

附录:有关微信、QQ的文章汇总


[1] QQ、微信团队原创技术文章:
微信团队分享:iOS版微信的高性能通用key-value组件技术实践
微信团队分享:iOS版微信是如何防止特殊字符导致的炸群、APP崩溃的?
腾讯技术分享:Android手Q的线程死锁监控系统技术实践
微信团队原创分享:iOS版微信的内存监控系统技术实践
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