Android Input系统8 ANR原理分析

一　概述

当 input 事件处理得慢就会触发 ANR，那 ANR 内部原理是什么，哪些场景会产生 ANR？ “工欲善其事必先利其器”，为了理解 input ANR 原理，前面几篇文章疏通了整个 input 框架的处理流程，都是为了这篇文章而做铺垫。在正式开始分析 ANR 触发原理以及触发场景之前，先来回顾一下 input 流程。

1.1 InputReader

InputReader 的主要工作分两部分：

１．调用 EventHub 的 getEvents() 读取节点 /dev/input/eventX 下的输入事件，并把表示原始事件的 input_event 结构体转换成 RawEvent 结构体，RawEvent 根据不同 InputMapper 来转换成相应的 EventEntry，比如按键事件则对应 KeyEntry，触摸事件则对应 MotionEntry。

• 转换结果：input_event -> EventEntry

２．将事件添加到 InputDispatcher 的 mInboundQueue 队列尾部，加入该队列前有以下两个过滤：

• IMS.interceptKeyBeforeQueueing：事件分发前可增加业务逻辑
• IMS.filterInputEvent：可拦截事件，当返回值为 false 的事件都直接拦截，没有机会加入 mInboundQueue 队列，不会再往下分发；否则进入下一步
• enqueueInboundEventLocked：执行输入事件放入 mInboundQueue 队列尾部
• mLooper->wake：并根据情况来唤醒 InputDispatcher 线程

３．KeyboardInputMapper.processKey() 的过程，记录下按下 down 事件的时间点

1.2 InputDispatcher

１．dispatchOnceInnerLocked()：从 InputDispatcher 的 mInboundQueue 队列，取出事件 EventEntry。另外该方法开始执行的时间点 (currentTime) 便是后续事件 dispatchEntry 的分发时间 (deliveryTime）

２．dispatchKeyLocked()：满足一定条件时会添加命令 doInterceptKeyBeforeDispatchingLockedInterruptible

３．enqueueDispatchEntryLocked()：生成事件 DispatchEntry 并加入 connection 的 outbound 队列

４．startDispatchCycleLocked()：从 outboundQueue 中取出事件 DispatchEntry，重新放入 connection 的 waitQueue 队列

５．runCommandsLockedInterruptible()：通过循环遍历方式，依次处理 mCommandQueue 队列中的所有命令。而 mCommandQueue 队列中的命令是通过 postCommandLocked() 方式向该队列添加的。ANR 回调命令便是在这个时机执行

６．handleTargetsNotReadyLocked()：该过程会判断是否等待超过 5s 来决定是否调用 onANRLocked()

流程15中 sendMessage 是将 input 事件分发到 app 端，当 app 处理完该事件后会发送 finishInputEvent() 事件。接下来又回到 pollOnce() 方法。

1.3 UI Thread

• InputDispatcher 线程监听 socket 服务端，收到消息后回调 InputDispatcher.handleReceiveCallback()
• UI 主线程监听 socket 客户端，收到消息后回调 NativeInputEventReceiver.handleEvent()

对于 ANR 的触发主要是在 InputDispatcher 过程，下面再从 ANR 的角度来说一说 ANR 触发过程。

二　ANR处理流程

ANR 时间区间便是指当前这次的事件 dispatch 过程中执行 findFocusedWindowTargetsLocked() 方法到下一次执行 resetANRTimeoutsLocked() 的时间区间。以下 5 个函数会 reset。都位于 InputDispatcher.cpp 文件中：

• dispatchOnceInnerLocked
• setInputDispatchMode
• setFocusedApplication
• releasePendingEventLocked
• resetAndDropEverythingLocked

简单来说，主要是以下 4 个场景，会有机会执行 resetANRTimeoutsLocked：

• 解冻屏幕，系统开/关机的时刻点 (thawInputDispatchingLw，setEventDispatchingLw，最后调用 setInputDispatchMode)
• wms 聚焦 app 的改变 (WMS.setFocusedApp，IMS.setFocusedApplication，setFocusedApplication)
• 设置 input filter 的过程 (IMS.setInputFilter，进而调用 resetAndDropEverythingLocked)
• 再次分发事件的过程 (dispatchOnceInnerLocked)
• dispatch 结束的时候 （dispatchOnceInnerLocked 最后 done 为 true，最终调用 releasePendingEventLocked）

当 InputDispatcher 线程，执行 findFocusedWindowTargetsLocked() 过程调用到 handleTargetsNotReadyLocked，且满足超时 5s 的情况则会调用 onANRLocked()。

2.1 onANRLocked

void InputDispatcher::onANRLocked(nsecs_t currentTime,
    const sp<InputApplicationHandle>& applicationHandle,
    const sp<InputWindowHandle>& windowHandle,
    nsecs_t eventTime, nsecs_t waitStartTime, const char* reason) {
   
    
    float dispatchLatency = (currentTime - eventTime) * 0.000001f;
    float waitDuration = (currentTime - waitStartTime) * 0.000001f;

    ALOGI("Application is not responding: %s. "
"It has been %0.1fms since event, %0.1fms since wait started. Reason: %s",
getApplicationWindowLabelLocked(applicationHandle, windowHandle).string(),
dispatchLatency, waitDuration, reason);

    // 捕获 ANR 的现场信息
    time_t t = time(NULL);
    struct tm tm;
    localtime_r(&t, &tm);
    char timestr[64];
    strftime(timestr, sizeof(timestr), "%F %T", &tm);
    mLastANRState.clear();
    mLastANRState.append(INDENT "ANR:\n");
    mLastANRState.appendFormat(INDENT2 "Time: %s\n", timestr);
    mLastANRState.appendFormat(INDENT2 "Window: %s\n",
    getApplicationWindowLabelLocked(applicationHandle, windowHandle).string());
    mLastANRState.appendFormat(INDENT2 "DispatchLatency: %0.1fms\n", dispatchLatency);
    mLastANRState.appendFormat(INDENT2 "WaitDuration: %0.1fms\n", waitDuration);
    mLastANRState.appendFormat(INDENT2 "Reason: %s\n", reason);
    dumpDispatchStateLocked(mLastANRState);

    // 将 ANR 命令加入 mCommandQueue
    CommandEntry* commandEntry = postCommandLocked(
            & InputDispatcher::doNotifyANRLockedInterruptible);
    commandEntry->inputApplicationHandle = applicationHandle;
    commandEntry->inputWindowHandle = windowHandle;
    commandEntry->reason = reason;
}

onANRLocked() 中会对 ANR 信息进行收集，然后构建一个回调函数为 doNotifyANRLockedInterruptible 的 CommandEntry ，并加入 mCommandQueue 队列。

这样，当循环执行到下一轮 InputDispatcher.dispatchOnce 的过程中，会先执行 runCommandsLockedInterruptible() 方法，取出 mCommandQueue 队列的所有命令逐一执行。那么就会执行 ANR 所对应的函数 doNotifyANRLockedInterruptible：

2.2 doNotifyANRLockedInterruptible

InputDispatcher.cpp

void InputDispatcher::doNotifyANRLockedInterruptible(
        CommandEntry* commandEntry) {
   
    mLock.unlock();
    
    nsecs_t newTimeout = mPolicy->notifyANR(
        commandEntry->inputApplicationHandle, commandEntry->inputWindowHandle,
        commandEntry->reason);

    mLock.lock();
    // newTimeout = 5s
    resumeAfterTargetsNotReadyTimeoutLocked(newTimeout,
            commandEntry->inputWindowHandle != NULL
            ? commandEntry->inputWindowHandle->getInputChannel() : NULL);
}

我们已经知道这里的 mPolicy，就是 NativeInputManager。