Crashdumps详解

随着计算机应用的不断发展，软件崩溃问题难免会发生，而软件崩溃后留下的信息也是非常有价值的，这便是crashdumps。

一、什么是crashdumps

crashdumps是软件崩溃时产生的一种数据文件，记录了软件崩溃时的状态信息和执行堆栈信息。通过分析crashdumps能够找出崩溃原因，加速故障排查。

crashdumps是一种操作系统级别的特性，在Windows系统中，它通常使用“.dmp”后缀命名。crashdumps文件名包括了产生该文件的进程ID、线程ID和时间戳等信息。

// C++代码示例
// 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文件通常用于故障排查，可以分析文件中记录的信息找到软件崩溃的原因。当软件工作出现问题时，可以手动或者通过一些工具自动生成crashdumps。

Windows操作系统中提供了一些辅助程序可以生成crashdumps，例如procdump、ADPlus等工具。procdump 是一个轻量级的工具，它会在到达自定义的 CPU 利用率阈值或者发生异常时触发指定程序的崩溃记录( .dmp )，不影响目标应用程序的性能。

// 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;"

根据crashdumps信息可以定位到软件崩溃的位置和原因，进而修复问题。

三、crashdumps实践

在软件开发中，为了提高软件的鲁棒性和故障排查能力，可以自行编写代码来捕获生成crashdumps。以下是一个C++实现生成crashdumps的示例代码：

// C++代码示例
int main()
{
  SetUnhandledExceptionFilter(CustomDumpFilter);

  int* p = nullptr;   // 故意造成异常，方便测试
  *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;
}

在程序运行时，只需调用 SetUnhandledExceptionFilter 函数即可指定自定义的异常处理函数。当程序发生异常崩溃时，CustomDumpFilter 函数会被调用，该函数负责生成一个crashdumps文件并保存到指定位置。

四、总结

crashdumps是一种有效的故障排查工具，可以帮助程序员解决软件崩溃问题。本文详细介绍了crashdumps的概念、使用方法和代码实践，希望对大家有所帮助。