深入理解Android ANR

本文详细介绍了ANR(Application Not Responding)的概念及其触发条件,并提供了几种有效的ANR监测方法,包括ANRWatchDog机制、BlockCanary的使用及traces.txt文件的分析。

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ANR简介

ANR(Application Not Responding)意思是程序未响应,只要在主线程做了耗时操作,造成主线程拥堵就会发生ANR,常见的触发条件有如下:

InputEvent, 程序在5S内未对用户的触摸和输入事件做出反馈即会触发ANR ActivityManagerService.java

    // How long we wait until we timeout on key dispatching.
    static final int KEY_DISPATCHING_TIMEOUT = 5*1000;

Service,前台线程20s或者后台线程200s内程序未响应即会触发ANR
ActiveServices.java

    // How long we wait for a service to finish executing.
    static final int SERVICE_TIMEOUT = 20*1000;

    // How long we wait for a service to finish executing.
    static final int SERVICE_BACKGROUND_TIMEOUT = SERVICE_TIMEOUT * 10;

Broadcast ,前台广播10s或者后台广播60s内程序未响应即会触发ANR
ActivityManagerService.java

    // How long we allow a receiver to run before giving up on it.
    static final int BROADCAST_FG_TIMEOUT = 10*1000;
    static final int BROADCAST_BG_TIMEOUT = 60*1000;

Service与Bradcast只会打印trace信息,不会弹窗提示ANR,其余的都会弹窗提示,如图(这是8.0的弹窗):
这里写图片描述

ANR示例

根据前面的介绍知道了ANR的根本就是在主线程做了耗时操作,造成主线程拥堵,先看一个ANR示例,然后再去分析如何检测和避免ANR。

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        //让UI线程休眠6S
        try {
            Thread.sleep(6*1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

代码中让UI线程休眠6秒,随机触发ANR,APP弹窗提示然后奔溃。这就是一个典型的ANR示例。

如何监测ANR

经过前面的介绍已经知道了什么是ANR,以及ANR是如何产生的,但我们不能每次都等APP弹出ANR弹窗提示再去处理,我们应该提前监测ANR并获取到超时操作。有多种ANR监测方法比如BlockCanary、ANRWatcher、分析traces.txt文件,下面分别介绍这几种方式。

ANRWatchDog

这种方式是起个单独线程向主线程发送一个变量+1操作,自我休眠自定义ANR的阈值,休眠过后判断变量是否+1完成,如果未完成则告警。
流程如下图:

这里写图片描述

为了尽可能的监测到全部的ANR情况,所以上面的监测线程最好在项目启动的时候就启动,下面看下具体的代码实现,先创建监测线程:

public class ANRWatchDog extends Thread {
    public static final int MESSAGE_WATCHDOG_TIME_TICK = 0;
    /**
     * Activity触发ANR的时间,设置未小于5秒,不然等超过5秒有可能程序奔溃了
     */
    public static final int ACTIVITY_ANR_TIMEOUT = 4000;


    private static int lastTimeTick = -1;
    private static int timeTick = 0;


    private Handler watchDogHandler = new android.os.Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            timeTick++;
            timeTick = timeTick % Integer.MAX_VALUE;
        }
    };
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            watchDogHandler.sendEmptyMessage(MESSAGE_WATCHDOG_TIME_TICK);
            try {
                Thread.sleep(ACTIVITY_ANR_TIMEOUT);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //超过时间还未处理该事件,发生ANR
            if (timeTick == lastTimeTick) {
                throw new ANRException();
            } else {
                lastTimeTick = timeTick;
            }
        }
    }

    class ANRException extends  RuntimeException{
        public ANRException(){
            Log.e("===","程序出现ANR!!!!");
        }
    }
}

然后在Application的onCreate方法中启动该线程。

这种方式的优点是:
1、兼容性好,各个机型版本通用
2、无需修改APP逻辑代码,非侵入式
3、逻辑简单,性能影响不大

BlockCanary

具体使用方式参考:
https://github.com/markzhai/AndroidPerformanceMonitor/blob/master/README_CN.md

直接分析traces.txt文件

traces.txt文件保存在data/anr目录下,它只能记录最近一次的ANR信息。

traces文件的重点部分如下:

//main、prio、tid、Sleeping
"main" prio=5 tid=1 Sleeping
  | group="main" sCount=1 dsCount=0 obj=0x73132d10 self=0x5598a5f5e0
  | sysTid=17027 nice=0 cgrp=default sched=0/0 handle=0x7fb6db6fe8
  | state=S schedstat=( 420582038 5862546 143 ) utm=24 stm=18 core=6 HZ=100
  | stack=0x7fefba3000-0x7fefba5000 stackSize=8MB
  | held mutexes=
  // java 堆栈调用信息(这里可查看导致ANR的代码调用流程)(分析ANR最重要的信息)
  at java.lang.Thread.sleep!(Native method)
  - sleeping on <0x0c60f3c7> (a java.lang.Object)
  at java.lang.Thread.sleep(Thread.java:1031)
  - locked <0x0c60f3c7> (a java.lang.Object)
  at java.lang.Thread.sleep(Thread.java:985)
  at android.os.SystemClock.sleep(SystemClock.java:120)
  //导致ANR的代码
  at org.code.ipc.MessengerService.onCreate(MessengerService.java:63)
  at android.app.ActivityThread.handleCreateService(ActivityThread.java:2877)
  at android.app.ActivityThread.access$1900(ActivityThread.java:150)
  at android.app.ActivityThread$H.handleMessage(ActivityThread.java:1427)
  at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:102)
  at android.os.Looper.loop(Looper.java:148)
  at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:5417)
  at java.lang.reflect.Method.invoke!(Native method)
  at com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller.run(ZygoteInit.java:726)
  at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:616)

参考:http://www.sohu.com/a/220647552_741445

深入理解Android 卷1 不是扫描版的,是全版电子书的,非PDF,可编辑,各种阅览器以打开!包括书签和同步目录! 第1章 阅读前的准备工作 / 1 1.1 系统架构 / 2 1.1.1 Android系统架构 / 2 1.1.2 本书的架构 / 3 1.2 搭建开发环境 / 4 1.2.1 下载源码 / 4 1.2.2 编译源码 / 6 1.3 工具介绍 / 8 1.3.1 Source Insight介绍 / 8 1.3.3 Busybox的使用 / 11 1.4 本章小结 / 12 第2章 深入理解JNI / 13 2.1 JNI概述 / 14 2.2 学习JNI的实例:MediaScanner / 15 2.3 Java层的MediaScanner分析 / 16 2.3.1 加载JNI库 / 16 2.3.2 Java的native函数和总结 / 17 2.4 JNI层MediaScanner的分析 / 17 2.4.1 注册JNI函数 / 18 2.4.2 数据类型转换 / 22 2.4.3 JNIEnv介绍 / 24 2.4.4 通过JNIEnv操作jobject / 25 2.4.5 jstring介绍 / 27 2.4.6 JNI类型签名介绍 / 28 2.4.7 垃圾回收 / 29 2.4.8 JNI中的异常处理 / 32 2.5 本章小结 / 32 第3章 深入理解init / 33 3.1 概述 / 34 3.2 init分析 / 34 3.2.1 解析配置文件 / 38 3.2.2 解析service / 42 3.2.3 init控制service / 48 3.2.4 属性服务 / 52 3.3 本章小结 / 60 第4章 深入理解zygote / 61 4.1 概述 / 62 4.2 zygote分析 / 62 4.2.1 AppRuntime分析 / 63 4.2.2 Welcome to Java World / 68 4.2.3 关于zygote的总结 / 74 4.3 SystemServer分析 / 74 4.3.1 SystemServer的诞生 / 74 4.3.2 SystemServer的重要使命 / 77 4.3.3 关于 SystemServer的总结 / 83 4.4 zygote的分裂 / 84 4.4.1 ActivityManagerService发送请求 / 84 4.4.2 有求必应之响应请求 / 86 4.4.3 关于zygote分裂的总结 / 88 4.5 拓展思考 / 88 4.5.1 虚拟机heapsize的限制 / 88 4.5.2 开机速度优化 / 89 4.5.3 Watchdog分析 / 90 4.6 本章小结 / 93 第5章 深入理解常见类 / 95 5.1 概述 / 96 5.2 以“三板斧”揭秘RefBase、sp和wp / 96 5.2.1 第一板斧——初识影子对象 / 96 5.2.2 第二板斧——由弱生强 / 103 5.2.3 第三板斧——破解生死魔咒 / 106 5.2.4 轻量级的引用计数控制类LightRefBase / 108 5.2.5 题外话-三板斧的来历 / 109 5.3 Thread类及常用同步类分析 / 109 5.3.1 一个变量引发的思考 / 109 5.3.2 常用同步类 / 114 5.4 Looper和Handler类分析 / 121 5.4.1 Looper类分析 / 122 5.4.2 Handler分析 / 124 5.4.3 Looper和Handler的同步关系 / 127 5.4.4 HandlerThread介绍 / 129 5.5 本章小结 / 129 第6章 深入理解Binder / 130 6.1 概述 / 131 6.2 庖丁解MediaServer / 132 6.2.1 MediaServer的入口函数 / 132 6.2.2 独一无二的ProcessState / 133 6.2.3 空穿越魔术-defaultServiceManager / 134 6.2.4 注册MediaPlayerService / 142 6.2.5 秋风扫落叶-StartThread Pool和join Thread Pool分析 / 149 6.2.6 你彻底明白了吗 / 152 6.3 服务总管ServiceManager / 152 6.3.1 ServiceManager的原理 / 152 6.3.2 服务的注册 / 155 6.3.3 ServiceManager存在的意义 / 158 6.4 MediaPlayerService和它的Client / 158 6.4.1 查询ServiceManager / 158 6.4.2 子承父业 / 159 6.5 拓展思考 / 162 6.5.1 Binder和线程的关系 / 162 6.5.2 有人情味的讣告 / 163 6.5.3 匿名Service / 165 6.6 学以致用 / 166 6.6.1 纯Native的Service / 166 6.6.2 扶得起的“阿斗”(aidl) / 169 6.7 本章小结 / 172 第7章 深入理解Audio系统 / 173 7.1 概述 / 174 7.2 AudioTrack的破解 / 174 7.2.1 用例介绍 / 174 7.2.2 AudioTrack(Java空间)分析 / 179 7.2.3 AudioTrack(Native空间)分析 / 188 7.2.4 关于AudioTrack的总结 / 200 7.3 AudioFlinger的破解 / 200 7.3.1 AudioFlinger的诞生 / 200 7.3.2 通过流程分析AudioFlinger / 204 7.3.3 audio_track_cblk_t分析 / 230 7.3.4 关于AudioFlinger的总结 / 234 7.4 AudioPolicyService的破解 / 234 7.4.1 AudioPolicyService的创建 / 235 7.4.2 重回AudioTrack / 245 7.4.3 声音路由切换实例分析 / 251 7.4.4 关于AudioPolicy的总结 / 262 7.5 拓展思考 / 262 7.5.1 DuplicatingThread破解 / 262 7.5.2 题外话 / 270 7.6 本章小结 / 272 第8章 深入理解Surface系统 / 273 8.1 概述 / 275 8.2 一个Activity的显示 / 275 8.2.1 Activity的创建 / 275 8.2.2 Activity的UI绘制 / 294 8.2.3 关于Activity的总结 / 296 8.3 初识Surface / 297 8.3.1 和Surface有关的流程总结 / 297 8.3.2 Surface之乾坤大挪移 / 298 8.3.3 乾坤大挪移的JNI层分析 / 303 8.3.4 Surface和画图 / 307 8.3.5 初识Surface小结 / 309 8.4 深入分析Surface / 310 8.4.1 与Surface相关的基础知识介绍 / 310 8.4.2 SurfaceComposerClient分析 / 315 8.4.3 SurfaceControl分析 / 320 8.4.4 writeToParcel和Surface对象的创建 / 331 8.4.5 lockCanvas和unlockCanvasAndPost分析 / 335 8.4.6 GraphicBuffer介绍 / 344 8.4.7 深入分析Surface的总结 / 353 8.5 SurfaceFlinger分析 / 353 8.5.1 SurfaceFlinger的诞生 / 354 8.5.2 SF工作线程分析 / 359 8.5.3 Transaction分析 / 368 8.5.4 关于SurfaceFlinger的总结 / 376 8.6 拓展思考 / 377 8.6.1 Surface系统的CB对象分析 / 377 8.6.2 ViewRoot的你问我答 / 384 8.6.3 LayerBuffer分析 / 385 8.7 本章小结 / 394 第9章 深入理解Vold和Rild / 395 9.1 概述 / 396 9.2 Vold的原理与机制分析 / 396 9.2.1 Netlink和Uevent介绍 / 397 9.2.2 初识Vold / 399 9.2.3 NetlinkManager模块分析 / 400 9.2.4 VolumeManager模块分析 / 408 9.2.5 CommandListener模块分析 / 414 9.2.6 Vold实例分析 / 417 9.2.7 关于Vold的总结 / 428 9.3 Rild的原理与机制分析 / 428 9.3.1 初识Rild / 430 9.3.2 RIL_startEventLoop分析 / 432 9.3.3 RIL_Init分析 / 437 9.3.4 RIL_register分析 / 444 9.3.5 关于Rild main函数的总结 / 447 9.3.6 Rild实例分析 / 447 9.3.7 关于Rild的总结 / 459 9.4 拓展思考 / 459 9.4.1 嵌入式系统的存储知识介绍 / 459 9.4.2 Rild和Phone的改进探讨 / 462 9.5 本章小结 / 463 第10章 深入理解MediaScanner / 464 10.1 概述 / 465 10.2 android.process.media分析 / 465 10.2.1 MSR模块分析 / 466 10.2.2 MSS模块分析 / 467 10.2.3 android.process.media媒体扫描工作的流程总结 / 471 10.3 MediaScanner分析 / 472 10.3.1 Java层分析 / 472 10.3.2 JNI层分析 / 476 10.3.3 PVMediaScanner分析 / 479 10.3.4 关于MediaScanner的总结 / 485 10.4 拓展思考 / 486 10.4.1 MediaScannerConnection介绍 / 486 10.4.2 我问你答 / 487 10.5 本章小结 / 488
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