android 面试题 谈谈主线程一直循环 为什么不会出现阻塞或者ANR异常

在ActivityThread的main方法中,Looper.loop()包含一个无限循环。尽管如此,这个循环并不会导致主线程阻塞或引发ANR异常。这个问题的答案可以从系统工程师Gityuan的博客中找到。

 在ActivityThread类中的main方法有段代码:

 ActivityThread thread = new ActivityThread();
        thread.attach(false, startSeq);

        if (sMainThreadHandler == null) {
            sMainThreadHandler = thread.getHandler();
        }

        if (false) {
            Looper.myLooper().setMessageLogging(new
                    LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
        }

        // End of event ActivityThreadMain.
        Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
        Looper.loop();

        throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");

其中的Looper.loop()方法里面有一个死循环,问的是这个,意思是这个死循环为什么不会导致,主线程阻塞或者几秒无响应发生ANR,

对于线程即是一段可执行的代码,当可执行代码执行完成后,线程生命周期便该终止了,线程退出。而对于主线程,我们是绝不希望会被运行一段时间,自己就退出,那么如何保证能一直存活呢?简单做法就是可执行代码是能一直执行下去的,死循环便能保证不会被退出,例如,binder线程也是采用死循环的方法,通过循环方式不同与Binder驱动进行读写操作,当然并非简单地死循环,无消息时会休眠。但这里可能又引发了另一个问题,既然是死循环又如何去处理其他事务呢?通过创建新线程的方式。真正会卡死主线程的操作是在回调方法onCreate/onStart/onResume等操作时间过长,会导致掉帧,甚至发生ANR,looper.loop本身不会导致应用卡死。
主线程的死循环一直运行是不是特别消耗CPU资源呢? 其实不然,这里就涉及到Linux pipe/epoll机制,简单说就是在主线程的MessageQueue没有消息时,便阻塞在loop的queue.next()中的nativePollOnce()方法里,此时主线程会释放CPU资源进入休眠状态,直到下个消息到达或者有事务发生,通过往pipe管道写端写入数据来唤醒主线程工作。这里采用的epoll机制,是一种IO多路复用机制,可以同时监控多个描述符,当某个描述符就绪(读或写就绪),则立刻通知相应程序进行读或写操作,本质同步I/O,即读写是阻塞的。 所以说,主线程大多数时候都是处于休眠状态,并不会消耗大量CPU资源。 

上面的答案是来自小米系统工程师Gityuan的博客

<think>我们正在讨论的问题是:为什么Looper.loop()中的死循环不会导致主线程ANR? 核心要点: 1. ANR(Application Not Responding)是指应用程序未响应,通常发生在主线程阻塞超过一定时间(如5秒)。 2. Looper.loop()确实是一个死循环,它断地从消息队列中取出消息并处理。 3. 关键在于,这个循环本身并是导致ANR的原因,相反,它是主线程能够持续处理消息(包括用户输入、生命周期事件等)的基础。 原因分析: 1. 消息循环的设计:主线程的Looper循环在等待消息时会进入休眠状态(通过epoll机制),此时不会消耗CPU资源。当有新消息到来时,它会被唤醒并处理消息。 2. ANR的产生实际上是由于某个消息处理时间过长(超过了规定时间)导致的,而是因为循环本身。 3. 主线程的消息队列中包含了各种消息,例如:Activity生命周期回调、用户输入事件、界面绘制事件等。这些事件都是由Looper循环来分发的。 4. 如果某个消息处理时间过长,那么后续的消息(包括用户输入事件)就无法及时处理,从而触发ANR。 因此,我们可以得出结论:Looper的死循环不会导致ANR,因为它本身不会阻塞主线程(在无消息时休眠),而ANR是由于处理单个消息超时引起的。 参考引用: [^1]: 提到ANR发生的四种情况,并指出Looper的阻塞机制(nativePollOnce)在无消息时会让线程休眠。 [^2]: 解释了主线程中Looper.loop()阻塞的意义:如果没有这个循环主线程会立即退出。 [^3]: 指出Activity的生命周期也是由Looper循环中的消息触发的,因此循环是必要的。 [^4]: 同样强调Looper循环是为了维持应用运行。 [^5]: 详细描述了消息循环阻塞机制(queue.next()可能会阻塞)以及如何唤醒。 回答结构: 1. 简要说明ANR的定义和触发条件。 2. 解析Looper.loop()的工作机制,重点说明无消息时休眠的特性。 3. 对比ANR产生的原因(消息处理超时)与循环本身的关系。 4. 总结:循环是必要的,且设计上不会导致ANRANR的真正原因是消息处理超时。 最后,生成相关问题。 </think>### Looper.loop() 死循环为何不会导致主线程 ANR #### 一、ANR 的本质与触发条件 ANR(Application Not Responding)发生在主线程**无法及时处理关键消息**时,核心触发条件是: 1. **超时阻塞** - Activity:5 秒内未响应输入事件 [^2] - Service:20 秒内未完成生命周期回调 - Broadcast:10 秒内未结束 `onReceive()` 2. **消息饥饿** 关键消息(如点击响应、生命周期回调)因前序任务阻塞而无法执行 [^2][^3] #### 二、Looper.loop() 的非阻塞机制 其死循环**不会导致 ANR** 的关键在于智能的阻塞-唤醒设计: ```java // 消息循环核心逻辑 public static void loop() { while (true) { // 1. 智能阻塞:无消息时休眠(消耗CPU) Message msg = queue.next(); // 调用 nativePollOnce() // 2. 消息分发:执行注册的Handler回调 msg.target.dispatchMessage(msg); } } ``` ##### 阻塞优化原理 1. **休眠等待机制** - `queue.next()` 底层通过 `nativePollOnce()` 调用 Linux `epoll` 系统调用 [^1][^5] - 当消息队列空时,主线程进入 **WAITING 状态**(释放 CPU 资源) - 唤醒条件:新消息入队、定时任务到期、输入事件到达等 [^1][^5] 2. **高效唤醒机制** ```mermaid graph LR A[输入事件/生命周期回调] --> B(系统触发唤醒) B --> C[epoll_wait 返回] C --> D[Looper 处理消息] D --> E{是否关键消息?} E -->|是| F[立即执行] E -->|否| G[加入队列排队] ``` #### 三、与 ANR 的本质区别 | 特性 | Looper.loop() | ANR 触发场景 | |--------------------|-----------------------------------|--------------------------| | **线程状态** | 无消息时休眠(WAITING) | 持续 RUNNABLE 但无响应 | | **CPU 占用** | 休眠时 0% 占用 | 持续高占用或死锁 | | **消息处理** | 按优先级处理(输入事件优先)[^3] | 关键消息被阻塞超时 | | **系统设计意图** | 维持消息泵的必需机制 [^4] | 应用逻辑缺陷导致 | #### 四、关键矛盾解析 1. **为什么看似阻塞 ANR?** ANR 计时器在**消息开始处理时启动**,而非在循环等待期间计时: - 点击事件入队 → Looper 唤醒 → `dispatchMessage()` 开始执行 → ANR 计时启动 - 若 `handleMessage()` 5 秒未完成 → 触发 ANR [^2][^5] 2. **生命周期如何执行?** Activity 的生命周期(如 `onCreate()`, `onResume()`)本质是 **Looper 分发的消息**: ```java // 简化源码:ActivityThread 处理生命周期 class H extends Handler { public void handleMessage(Message msg) { switch (msg.what) { case RESUME_ACTIVITY: handleResumeActivity(); // 执行 onResume() break; } } } ``` 循环本身是生命周期执行的**载体而非阻碍**[^3](引用[3]证实此观点)。 #### 五、实验验证 可通过以下代码模拟同场景: ```java // 场景1:主线程休眠5秒(不会触发ANR) handler.postDelayed(() -> { Thread.sleep(5000); // 不会ANR,因在消息处理中计时 }, 0); // 场景2:主线程循环(立即触发ANR) handler.post(() -> { while (true) {} // 阻塞消息队列导致输入事件超时 }); ``` > **总结**: > Looper 的死循环通过 `epoll` 实现了**无消息时休眠**,在消息处理时**按优先级调度**,其设计正是避免 ANR 的基石。ANR 的根源永远是**主线程同步阻塞**(如耗时计算、死锁),而非消息循环本身 [^1][^2][^3][^5]。 --- ### 相关问题
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