iOS微信特殊字符保护方案

前言

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。所幸微信客户端做了保护并没有引起太大问题。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。

方案

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：

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。

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

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：

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：

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。

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，敬请留意WeMobileDev后续文章。