C++库（Google Breakpad）

Google Breakpad是什么？

　　一个开源的多平台崩溃报告系统。

　　Google breakpad是一个非常实用的跨平台的崩溃转储和分析模块，它支持Windows，Linux和Mac和Solaris。由于他本身跨平台，所以很大程度上减少了我们在平台移植时的工作，毕竟崩溃转储，每个平台下都不同，使用起来很难统一，而Google breakpad就帮我们做到了这一点，不管是哪个平台下的崩溃，都能够进行统一的分析。

　　现在很多工程都在使用它：最著名的几个如Chrome，Firefox，Picasa和Google Earth。另外他的License是BSD的，也就是说，我们即便是在商业软件中使用，也是合法的。好东西！

Google Breakpad原理(比较抽象)

breakpad把应用程序分成三个部分，代码，breakpad客户端和调试信息。

      1. 在build system中，通过symbol dumper用平台相关的调试信息生成平台无关的symbol文件。这样做的好处很明显，一旦平台无关了，所有平台的崩溃就可以做统一的分析了。

　　2. breakpad采取进程外转储和分析崩溃的方式，他使用C/S结构，客户端用来捕获当前进程中发生的崩溃，并通知服务端崩溃发生。服务端用来响应客户端，抓取dump文件。这样做的目的是为了减少崩溃进程对dump的影响。

　　3. Dump生成后转发到崩溃分析器中，这个部分可以在本地也可以在服务器上，它对Dump文件进行解析，生成可读的堆栈信息。

Google Breakpad安装和编译（Windows）

　　1、  下载Google breakpad源代码（从svn中签出最新代码）

　　2、  安装python（2.7版本可用）

　　3、  生成Windows工程文件

　　cd  "源码目录/src/tools/gyp"
 　 # 注意，此处不能使用全路径，不然会出错
　　gyp.bat --no-circular-check "../../client/windows/breakpad_client.gyp"

　　

　　4、  Build All

　　备注：如果无法通过svn下载源代码，可在CSDN上利用网友分享的。

Google Breakpad的使用

在Windows下使用breakpad的方法很简单，只需要创建一个ExceptionHandler的类即可，这个ExceptionHandler就是用户捕获崩溃的类。

  handler = new ExceptionHandler(const wstring& dump_path,
                                FilterCallback filter,
                                MinidumpCallback callback,
                                void* callback_context,
                                int handler_types,
                                MINIDUMP_TYPE dump_type,
                                const wchar_t* pipe_name,
                                const CustomClientInfo* custom_info);

参数说明：

　　l  //dump文件路径。

　　l  //crash时调用回调函数，返回ture/false来继续/停止异常处理。

　　l  //minidump写入后调用的回调函数

　　l  //设备上下文，回调使用的

　　l  //HandlerType异常类型，可在exception_handler.h查看

　　l  //minidump的类型，使用DbgHelp.h中MINIDUMP_TYPE类型

　　l  //接收crash的server端的管道名

　　l  //使用OOP产生minidump时，使用这个自定义客户信息类指针来发送自定义数据

使用breakpad的时候，有两个地方需要注意：

　　1. 把breakpad的solution下的几个工程，包含到你开发的工程中，或者直接包含它们的lib。

　　　　common：基础功能，包含一个对GUID的封装和http上传的类。

　　　　exception_handler：用来捕获崩溃的类。

　　　　crash_generation_server：breakpad的服务端，用来在产生崩溃时抓取dump。

　　　　crash_generation_client：breakpad的客户端，用来捕获当前进程的崩溃。

　　2. 在初始化breakpad之前，记得先创建好dump文件的目录，不然breakpad服务端将不能正常的写dump，这会导致breakpad客户端在崩溃时无限等待服务端dump写完的消息，最后失去响应。

进程内抓取Dump

　　进程内抓取Dump文件是最简单的breakpad的用法。　

 bool InitBreakpad()
 {
     google_breakpad::ExceptionHandler *pCrashHandler =
         new google_breakpad::ExceptionHandler(L"c:\dumps",
         onExceptionFilter,
         onMinidumpDumped,
         NULL,
         google_breakpad::ExceptionHandler::HANDLER_ALL,
         MiniDumpNormal,
         NULL,
         NULL);

     if(pCrashHandler == NULL)
     {
         return false;
     }

     return true;
 }

进程外抓取Dump

　　使用进程外抓取Dump是比较推荐的做法。使用进程外抓取Dump时，需要指定服务端和客户端，在服务端中需要创建CrashGenerationServer的实例，而在客户端中则只需要创建ExceptionHandler即可。此外，如果服务端自己需要抓进程内的Dump，请将pipe的参数置为NULL。

 const wchar_t s_pPipeName[] = L"\\.\pipe\breakpad\crash_handler_server";
 const std::wstring s_strCrashDir = L"c:\dumps";

 bool InitBreakpad()
 {
     google_breakpad::CrashGenerationServer *pCrashServer =
         new google_breakpad::CrashGenerationServer(s_pPipeName,
                 NULL,
                 onClientConnected,
                 NULL,
                 onClientDumpRequest,
                 NULL,
                 onClientExited,
                 NULL,
                 true,
                 &s_strCrashDir);

     if(pCrashServer == NULL)
     {
          return false;
     }

     if(!pCrashServer->Start())
     {
         delete pCrashServer;
         pCrashServer = NULL;
     }

     google_breakpad::ExceptionHandler *pCrashHandler =
         new google_breakpad::ExceptionHandler(s_strCrashDir,
                   onExceptionFilter,
                   onMinidumpDumped,
                   NULL,
                   google_breakpad::ExceptionHandler::HANDLER_ALL,
                   MiniDumpNormal,
                   (pCrashServer == NULL) ? s_pPipeName : NULL,
                   NULL);

     if(pCrashHandler == NULL)
     {
         return false;
     }

    return true;
}

Google Breakpad代码分析

       代码结构

　　在我们来看breakpad是如何实现其强大的功能之前，我们先来看一下他的代码结构吧。

Google breakpad的源代码都在src的目录下，分为如下几个文件夹：

　　client：这下面包含了前台应用程序中捕捉dump的部分代码，里面按照平台分成各个子文件夹

　　common：前台后台都会用到的部分基础代码，字符串转换，内存读写，md5神马的

　　google_breakpad：breakpad中公共的头文件

　　processor：用于在后台处理崩溃的核心代码

　　testing：测试工程

　　third_party：第三方库

　　tools：一些小工具，用于处理dump文件和符号表

Google Breakpad的崩溃捕获机制

　　在Windows下捕获崩溃，大家很容易会想到那个捕获结构化异常的Api：SetUnhandledExceptionFilter。

　　breakpad中也使用了这个Api来实现的崩溃捕获，另外，breakpad还捕获了另外两种C++运行库提供的崩溃，一种是使用_set_purecall_handler捕获纯虚函数调用产生的崩溃，还有一种是使用_set_invalid_parameter_handler捕获错误的参数调用产生的崩溃。

breakpad中的C/S结构

　　由于breakpad是在进程外抓取dump，所以breakpad需要实现一个C/S结构来处理崩溃进程抓取dump的请求。

　　breakpad中使用了命名管道来实现IPC。

　　(1)、Register

　　客户进程连接上服务进程：连接上管道，设置管道状态

　　客户进程向服务进程注册：通过NamedPipe，将客户进程的信息传递给服务进程，也从服务进程读取到数据。

　　客户进程传递的数据包括：服务进程ID、dump类型、crash线程id的地址、EXCEPTION_POINTERS指针的地址、参数异常和纯虚函数异常的断言信息地址、客户进程信息。服务进程会监控客户进程的退出。

　　客户进程接收的数据包括：客户进程用于触发生成dump的Event Handle；客户进程用于监听的dump生成完毕Event Handle；客户进程用于监听的服务进程活着Mutex handle等。

　　客户进程在TransactNamePipe函数执行完毕之后，再执行了一次WriteFile操作，发送MESSAGE_TAG_REGISTRATION_ACK消息给服务进程，服务进程收到该ACK消息时，关闭跟客户进程的连接。服务进程对管道的操作顺序为：读-->写-->读，第二次读是客户进程通知服务进程关闭管道。

　　在客户端，初始化ExceptionHandler的时候，如果指定了PipeName，也就表示此时需要使用进程外的dump抓取，ExceptionHandler会建立一个 CrashGenerationClient的对象，由这个对象连接服务端，将自己注册到服务端上去。注册的过程会顺序调用IsRegistered、ConnectToServer、ConnectToPipe、RegisterClient等函数。

　　大家可以参看exception_handler.cc中的ExceptionHandler::Initialize函数。

　　在服务端，初始化CrashGenerationServer的时候，就会建立一个命名管道，并等待客户端来连接（OnPipeConnected）。一旦有客户端连接上来（HandleReadDoneState），服务端会为每一个客户端生成一个ClientInfo的对象，之后用这个对象来管理所有的客户端（ClientInfo::Initialize()），并创建客户连接句柄将连接结果信息（PrepareReply、DuplicateHandle）回送给客户端（RespondToClient），客户端接收到回送信息（ValidateResponse）。

(2)、RequestDump

　　一旦有崩溃发生，客户端就会向服务端请求Dump（RequestDump）,服务端响应（OnDumpRequest）就会从这个ClientInfo对象中取出dump所需要的信息，具体地，通过RegisterWaitForSingleObject注册了崩溃Event Handle的回调函数。回调函数里做了这么几件事情：

　　1）、通过ReadProcessMemory读取客户进程的信息；

　　2）、生成dump；　　

　　3）、触发dump生成事件，通知客户进程，复位触发dump事件。

　　大家可以参看crash_generation_server.cc中的CrashGenerationServer::HandleReadDoneState函数。

Google Breakpad存在的问题

　　进程外生成dump有很多好处，其中最大的好处就是不会被崩溃进程影响，这样dump的过程就不容易出错，但是这样也有一定的弊端。

　　1. 部分崩溃无法抓取。在一些极端的崩溃，如堆栈溢出之类的崩溃，进程外抓取dump有时候会失败。

　　2. 无法抓取死锁或者其他原因导致的进程僵死。breakpad现在没有检测进程死锁的代码，也没有在服务端控制客户端请求dump的代码，所以现在breakpad无法抓取死锁等进程僵死的问题。

　　3. 对服务端有依赖。如果指定了在使用进程外抓取dump，breakpad对服务端就有依赖。主要体现在抓取dump时，如果服务端不存在，客户端将无法正常抓取dump，甚至有时会出现阻塞。

PS：深入理解实现方式请调试Breakpad源代码。