叁 | 从bugsnag源码学习如何追溯异常产生路径

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Flutter异常监控 - 叁 | 从bugsnag源码学习如何追溯异常产生路径

前言

没错，继Flutter 异常监控 | 框架 Catcher 原理分析 之后，带着那颗骚动的好奇心我又捣鼓着想找其他 Flutter 异常监控框架读读，看能不能找到一些好玩的东西，于是在官方介绍第三方库里发现了这货Bugsnag，大致扫了下源码发现 flutter 侧主流程很简单没啥东西可看滴，因为这货强烈依赖对端能力，Flutter 异常捕获之后就无脑抛给对端 SDK 自己啥都不干 ，抛开 Bugsnag 这种处理异常的方式不论，源码里却也有一些之我见的亮度值得借鉴和学习，比如本文主要介绍 Bugsnag 如何追溯异常路径的设计思想和实现，对异常捕获的认识有不少帮助。

Bugsnag

功能简介

在介绍可追溯异常路径设计之前，有必要先科普下 Bugsnag 是什么？ 让大佬们有一个大局观，毕竟后面介绍内容只是其中一个小的点。

Bugsnag 跟 Catcher 一样也是 Flutter 异常监控框架，Bugsnag-flutter 只是壳，主要作用有:

  1. 规范多平台(安卓,ios)异常调用和上报的接口。
  2. 拿到 flutter 异常相关数据传递给对端。

主要支持功能：

  1. dart 侧异常支持手动和自动上报。
  2. 支持上报数据序列化，有网环境下会继续上报。
  3. 支持记录用户导航步骤，自定义关键节点操作，网络异常自动上报。

这个框架的侧重点跟 Catcher 完全不同，它不支持异常的 UI 客户端自定义显示，也不支持对异常的定制化处理。说白了就是你想看异常就只能登陆到Bugsnag 后台看到，后台有套餐包括试用版和收费版(你懂滴)。

基本使用

void main() async => bugsnag.start(
      runApp: () => runApp(const ExampleApp()),
      // 需要到bugsang后台注册账号申请一个api_key
      apiKey: 'add_your_api_key_here',
      projectPackages: const BugsnagProjectPackages.only({'bugsnag_example'}),
      // onError callbacks can be used to modify or reject certain events
      //...
    );

class ExampleApp extends StatelessWidget {
  const ExampleApp({Key? key}) : super(key: key);

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      navigatorObservers: [BugsnagNavigatorObserver()],
      initialRoute: '/',
      routes: {
        '/': (context) => const ExampleHomeScreen(),
        '/native-crashes': (context) => const NativeCrashesScreen(),
      },
    );
  }
}

// Use leaveBreadcrumb() to log potentially useful events in order to
  // understand what happened in your app before each error.
  void _leaveBreadcrumb() async =>
      bugsnag.leaveBreadcrumb('This is a custom breadcrumb',
          // Additional data can be attached to breadcrumbs as metadata
          metadata: {'from': 'a', 'to': 'z'});

import 'package:bugsnag_breadcrumbs_http/bugsnag_breadcrumbs_http.dart' as http;
void _networkFailure() async =>
      http.post(Uri.parse('https://example.com/invalid'));

后台效果展示

Flutter异常监控 - 叁 | 从bugsnag源码学习如何追溯异常产生路径-LMLPHP
Flutter 异常显示页

Flutter异常监控 - 叁 | 从bugsnag源码学习如何追溯异常产生路径-LMLPHP
bugsnag 后台 Breadcrumbs 页显示内容：可以看到路径中包含了当前页面信息，请求信息和关键步骤，异常生成的路径和时间点

异常捕获框架阅读通用套路

在异常上报主流程之前，必要的通用套路不能忘，按照这个思路来追源码事半功倍，如下：

  1. Flutter 异常监控点
  1. 针对 Error 的包装类生成
  1. 操作包装类

Bugsnag 主要流程源码简析

主要领略下”异常捕获通用套路” 大法有多香：

找监控点

这个流程中少了 addErrorListener，说明 bugsnag 对 isolate 异常是监控不到滴。

Future<void> start({
    FutureOr<void> Function()? runApp,
    //... Tag1 一堆额外参数
  }) async {
    //...
    //开始就想着用对端SDK，这里当然少不了初始化通道
    _runWithErrorDetection(
      detectDartErrors,
      () => WidgetsFlutterBinding.ensureInitialized(),
    );

    //...

    await ChannelClient._channel.invokeMethod('start', <String, dynamic>{
      //... Tag2:这里将Tag1处的额外参数传给了对端SDK

    });

   //Tag3:dart error的处理类，其中全部都是通过channel来桥接的
    final client = ChannelClient(detectDartErrors);
    client._onErrorCallbacks.addAll(onError);
    this.client = client;


    _runWithErrorDetection(detectDartErrors, () => runApp?.call());
  }

  void _runWithErrorDetection(
    bool errorDetectionEnabled,
    FutureOr<void> Function() block,
  ) async {
    if (errorDetectionEnabled) {
      //多么熟悉的味道，
      await runZonedGuarded(() async {
        await block();
      }, _reportZonedError);
    } else {
      await block();
    }
  }

//最终_reportZonedError会执行到_notifyInternal
void _notifyUnhandled(dynamic error, StackTrace? stackTrace) {
    _notifyInternal(error, true, null, stackTrace, null);
  }

ChannelClient(bool autoDetectErrors) {
    if (autoDetectErrors) {
      FlutterError.onError = _onFlutterError;
    }
  }

void _onFlutterError(FlutterErrorDetails details) {
    _notifyInternal(details.exception, true, details, details.stack, null);
    //...
  }

找包装类生成

Future<void> _notifyInternal(
    dynamic error,
    bool unhandled,
    FlutterErrorDetails? details,
    StackTrace? stackTrace,
    BugsnagOnErrorCallback? callback,
  ) async {
    final errorPayload =
        BugsnagErrorFactory.instance.createError(error, stackTrace);
    final event = await _createEvent(
      errorPayload,
      details: details,
      unhandled: unhandled,
      deliver: _onErrorCallbacks.isEmpty && callback == null,
    );

   //...

    await _deliverEvent(event);
  }

//我说什么来着：连最基本的Event构造，都是在对端。
Future<BugsnagEvent?> _createEvent(
    BugsnagError error, {
    FlutterErrorDetails? details,
    required bool unhandled,
    required bool deliver,
  }) async {
    final buildID = error.stacktrace.first.codeIdentifier;
    //...
    };
    //调用了对端通道方法来实现。
    final eventJson = await _channel.invokeMethod(
      'createEvent',
      {
        'error': error,
        'flutterMetadata': metadata,
        'unhandled': unhandled,
        'deliver': deliver
      },
    );

    if (eventJson != null) {
      return BugsnagEvent.fromJson(eventJson);
    }

    return null;
  }

操作包装类

本来以为此处要大干一场，结果灰溜溜给了对端。。。，什么都不想说，内心平静毫无波澜~~~

Future<void> _deliverEvent(BugsnagEvent event) =>
      _channel.invokeMethod('deliverEvent', event);

主要源码流程看完了，下面来看下 Bugsnag 我觉得比较好玩的需求和实现。

什么是可追溯异常路径

这个是我自己想的一个词，该需求目的是能完整记录用户操作的整个行为路径，这样达到清晰指导用户操作过程，对问题的定位很有帮助。可以理解成一个小型的埋点系统，只是该埋点系统只是针对异常来做的。

如下：异常产生流程，state 被成功加载后用户先进入了主页，然后从主页进入了 native-crashes 页之后异常就产生了。 对开发者和测试人员来说很容易复现通过如上路径来复现问题。

Flutter异常监控 - 叁 | 从bugsnag源码学习如何追溯异常产生路径-LMLPHP异常路径后台显示效果

如何实现

前置知识

Bugsnag 中将可追溯的路径命名为 Breadcrumb，刚开始我不理解，这个单词英文意思:面包屑，跟路径八竿子都扯不上关系，直到查维基百科才发现为什么这么命名，通过一片一片的面包屑才能找到回家的路。。。，老外们还真够有情怀的！

当然最终这些丢下的面包屑(leaveBreadcrumb)路径数据也是通过调用到对端 SDK 来实现：

Future<void> leaveBreadcrumb(
    String message, {
    Map<String, Object>? metadata,
    BugsnagBreadcrumbType type = BugsnagBreadcrumbType.manual,
  }) async {
    final crumb = BugsnagBreadcrumb(message, type: type, metadata: metadata);
    await _channel.invokeMethod('leaveBreadcrumb', crumb);
  }

这里主要关注下自动添加面包屑的场景。

如何添加路径

两种方式：

  1. 手动添加，通过调用 bugsnag.leaveBreadcrumb

  2. 自动添加，其中包括两个场景：导航栏跳转和 网络请求

如上两个场景的的实现原理涉及到对应用性能的监控功能，重点分析其中原理。

导航栏自动埋点实现原理

MaterialApp: navigatorObservers 来实现对页面跳转的监听，Bugsnag 中是通过自定义 BugsnagNavigatorObserver，并在其回调函数中监听导航行为手动调用 leaveBreadcrumb 方法上报导航信息给后台从而达到监听页面的效果。

如下代码中

  1. Bugsnag 框架自定义了 BugsnagNavigatorObserver 对象, 该对象必须继承 NavigatorObserver 并实现其中回调函数方可放入到 MaterialApp：navigatorObservers 中，不是随便什么对象都可以放到列表中的。
  2. 这样 Bugsnag 就具有了对整个接入应用导航的监控能力，页面进入或者页面退出行为都可以被监控到。
  3. 然后在步骤 2 回调中手动调用_leaveBreadcrumb 来实现对导航路径的监听。
  4. _leaveBreadcrumb 将数据传送给对端 SDK，SDK 传输数据给 bugsnag 后台 Breadcrumb 页，也就是上面效果中呈现的。
class ExampleApp extends StatelessWidget {
  const ExampleApp({Key? key}) : super(key: key);

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      navigatorObservers: [BugsnagNavigatorObserver()],
      //...
    );
  }
}

----[BugsnagNavigatorObserver]----->
// BugsnagNavigatorObserver extends NavigatorObserver
BugsnagNavigatorObserver({
    //...
  }) : _navigatorName = (navigatorName != null) ? navigatorName : 'navigator';

  @override
  void didReplace({Route<dynamic>? newRoute, Route<dynamic>? oldRoute}) {
    _leaveBreadcrumb('Route replaced on', {
      if (oldRoute != null) 'oldRoute': _routeMetadata(oldRoute),
      if (newRoute != null) 'newRoute': _routeMetadata(newRoute),
    });
    //...
  }

  //....其他回调函数

  void _leaveBreadcrumb(String function, Map<String, Object> metadata) {
    if (leaveBreadcrumbs) {
      bugsnag.leaveBreadcrumb(
        _operationDescription(function),
        type: BugsnagBreadcrumbType.navigation,
        metadata: metadata,
      );
    }
  }

网络请求自动埋点实现原理

通过自定义 http.BaseClient 实现对默认 http.Client 中 send 方法代理来实现，对请求发送和失败进行统一化监听，并记录了请求时长埋点上报。

如下

  1. 当点击发送网络请求时，会调用 Bugsnag 自己的 http 库。
  2. Bugsnag http 库中自己实现了 Client 类，该类复写 send 方法(该方法在发生网络行为时都会被触发)，并在其中做了网络监听的额外埋点操作_requestFinished，其中包括对网络结果反馈和网络请求时间的统计。
  3. 例子中最终 post 会执行 client.send，从而完成了对网络自埋点路径的上报。

Flutter异常监控 - 叁 | 从bugsnag源码学习如何追溯异常产生路径-LMLPHP

import 'package:bugsnag_breadcrumbs_http/bugsnag_breadcrumbs_http.dart' as http;
void _networkFailure() async =>
      http.post(Uri.parse('https://example.com/invalid'));

----[bugsnag_breadcrumbs_http.dart]---->
Future<http.Response> post(Uri url,
        {Map<String, String>? headers, Object? body, Encoding? encoding}) =>
    _withClient((client) =>
        client.post(url, headers: headers, body: body, encoding: encoding));

Future<T> _withClient<T>(Future<T> Function(Client) fn) async {
  var client = Client();
  try {
    return await fn(client);
  } finally {
    client.close();
  }
}

---->[client.dart]---->
class Client extends http.BaseClient {
  /// The wrapped client.
  final http.Client _inner;

  Client() : _inner = http.Client();

  Client.withClient(http.Client client) : _inner = client;

  @override
  Future<http.StreamedResponse> send(http.BaseRequest request) async {
    final stopwatch = Stopwatch()..start();
    try {
      final response = await _inner.send(request);
      //拦截点：这里监听发送成功
      await _requestFinished(request, stopwatch, response);
      return response;
    } catch (e) {
      //拦截点：这里监听发送失败
      await _requestFinished(request, stopwatch);
      rethrow;
    }
  }

  Future<void> _requestFinished(
    http.BaseRequest request,
    Stopwatch stopwatch, [
    http.StreamedResponse? response,
  ]) =>
      _leaveBreadcrumb(Breadcrumb.build(_inner, request, stopwatch, response));
}

总结

本文主要对可追溯 Crash 路径自动埋点原理进行分析，该需求是读 Bugsnag 是觉得想法上有亮点的地方，就重点拎出来说说，结合自身做 Flutter 异常捕获过程经验，压根没考虑到这种记录异常路径的需求。而且它还做得这么细针对了导航监听和网络监听自动埋点，而这两块又恰恰是对定位问题比较关键的，试问哪个异常出现了你不关注发生的页面，哪个线上 App 逃得开网络异常。

另外本文也总结阅读 Flutter 异常监控框架必看的几个关键步骤，结合 Bugsnag 源码进行实际讲解。其实 Flutter 异常监控框架来回就那么几个步骤没什么大的变化，主要是看其中有什么亮度的需求并针对需求做了哪些开闭设计，这些才是令人振奋的东西。

参考链接

bugsnag/bugsnag-flutter: Bugsnag crash reporting for Flutter apps
DoKit/Flutter at master · didi/DoKit

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