Crashdumps詳解

隨着計算機應用的不斷發展，軟件崩潰問題難免會發生，而軟件崩潰後留下的信息也是非常有價值的，這便是crashdumps。

一、什麼是crashdumps

crashdumps是軟件崩潰時產生的一種數據文件，記錄了軟件崩潰時的狀態信息和執行堆棧信息。通過分析crashdumps能夠找出崩潰原因，加速故障排查。

crashdumps是一種操作系統級別的特性，在Windows系統中，它通常使用「.dmp」後綴命名。crashdumps文件名包括了產生該文件的進程ID、線程ID和時間戳等信息。

// C++代碼示例
// 生成Crash Dumps文件
BOOL GenerateDump(DWORD dwProcessId, DWORD dwThreadId, HANDLE hDumpFile)
{
  BOOL bSuccess = FALSE;
  HANDLE hProcess = OpenProcess(PROCESS_QUERY_INFORMATION | PROCESS_VM_READ,FALSE, dwProcessId);

  if(hProcess != NULL)
  {
    CONTEXT Context;
    ZeroMemory(&Context, sizeof(Context));
    Context.ContextFlags = CONTEXT_FULL;

    if(::SuspendThread(hThread) != (DWORD)-1)
    {
      CONTEXT Context;
      ZeroMemory(&Context, sizeof(Context));
      Context.ContextFlags = CONTEXT_FULL;

      if(::GetThreadContext(hThread, &Context))
      {
        DWORD64 dwImageBase = GetModuleBase(hProcess, GetIp(Context));
        if(dwImageBase)
        {
          MINIDUMP_EXCEPTION_INFORMATION ExceptionInformation;
          ZeroMemory(&ExceptionInformation, sizeof(ExceptionInformation));
          ExceptionInformation.ThreadId = dwThreadId;
          ExceptionInformation.ExceptionPointers = (EXCEPTION_POINTERS*)malloc(sizeof(EXCEPTION_POINTERS));
          ExceptionInformation.ExceptionPointers->ContextRecord = ContextRecord;
          ExceptionInformation.ExceptionPointers->ExceptionRecord = ExceptionRecord;

          bSuccess = MiniDumpWriteDump(hProcess, dwProcessId, hDumpFile, MiniDumpWithDataSegs, &ExceptionInformation, NULL, NULL);
        }
      }

      ::ResumeThread(hThread);
    }

    ::CloseHandle(hProcess);
  }

  return bSuccess;
}

二、如何使用crashdumps

crashdumps文件通常用於故障排查，可以分析文件中記錄的信息找到軟件崩潰的原因。當軟件工作出現問題時，可以手動或者通過一些工具自動生成crashdumps。

Windows操作系統中提供了一些輔助程序可以生成crashdumps，例如procdump、ADPlus等工具。procdump 是一個輕量級的工具，它會在到達自定義的 CPU 利用率閾值或者發生異常時觸髮指定程序的崩潰記錄( .dmp )，不影響目標應用程序的性能。

// 使用procdump生成Crash Dumps
procdump.exe -ma -e 1 myapp.exe myapp.dmp

// 解析Crash Dumps
windbg.exe -z myapp.dmp -y SymbolPath -c "!analyze -v; !clrstack;"

根據crashdumps信息可以定位到軟件崩潰的位置和原因，進而修復問題。

三、crashdumps實踐

在軟件開發中，為了提高軟件的魯棒性和故障排查能力，可以自行編寫代碼來捕獲生成crashdumps。以下是一個C++實現生成crashdumps的示例代碼：

// C++代碼示例
int main()
{
  SetUnhandledExceptionFilter(CustomDumpFilter);

  int* p = nullptr;   // 故意造成異常，方便測試
  *p = 1;

  return 0;
}

LONG WINAPI CustomDumpFilter(_In_ struct _EXCEPTION_POINTERS* ExceptionInfo)
{
  WCHAR szDumpPath[MAX_PATH] = { 0 };
  if (SUCCEEDED(SHGetFolderPath(NULL, CSIDL_DESKTOPDIRECTORY, NULL, 0, szDumpPath)))
  {
    WCHAR szFileName[MAX_PATH] = { 0 };
    SYSTEMTIME st = { 0 };
    GetLocalTime(&st);
    wsprintf(szFileName, L"crash-%04d%02d%02d-%02d%02d%02d.dmp",
      st.wYear, st.wMonth, st.wDay, st.wHour, st.wMinute, st.wSecond);

    PathAppend(szDumpPath, szFileName);

    HANDLE hFile = CreateFile(szDumpPath, GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
    if (hFile != INVALID_HANDLE_VALUE)
    {
      MINIDUMP_EXCEPTION_INFORMATION exceptionInfo;

      exceptionInfo.ThreadId = GetCurrentThreadId();
      exceptionInfo.ExceptionPointers = ExceptionInfo;
      exceptionInfo.ClientPointers = FALSE;

      MiniDumpWriteDump(GetCurrentProcess(), GetCurrentProcessId(), hFile, MiniDumpWithDataSegs, &exceptionInfo, NULL, NULL);

      CloseHandle(hFile);
    }
  }

  return EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER;
}

在程序運行時，只需調用 SetUnhandledExceptionFilter 函數即可指定自定義的異常處理函數。當程序發生異常崩潰時，CustomDumpFilter 函數會被調用，該函數負責生成一個crashdumps文件並保存到指定位置。

四、總結

crashdumps是一種有效的故障排查工具，可以幫助程序員解決軟件崩潰問題。本文詳細介紹了crashdumps的概念、使用方法和代碼實踐，希望對大家有所幫助。