Android异常之ANR

什么是ANR

        ANR是Android中一个比较有代表性的异常，它的英文全称是Application Not Responding，就是应用无响应的意思。Android开发中如果主线程（UI线程）在规定的时间内没有处理完相应的工作就会发生ANR。ANR的直观感受就是操作应用的过程中明显的卡顿，主要的原因是在主线程中进行了太多的耗时操作。

ANR产生的原因

        当应用的主线程的响应超时才会引发ANR，那么产生响应超时的原因可分为两种，第一种是当前事件没有机会得到处理，第二种是当前事件正在处理，但由于耗时太长没能及时完成任务。

ANR出现的几种情况

        本质上讲产生ANR的原因分三种，对应着Activity/View、BroadcastReceiver、Service；

        keyDispatchTimeOut
        这是最典型也是最常见的一种类型，原因就是View的点击事件或触摸事件在特定的时间（5s）内没有得到响应；

        BroadcastTimeOut
        BroadcastReceiver的onReceiver()函数运行在主线程中，在特定的时间（10s）内没有完成处理；

        ServiceTimeOut
        比较少出现的一种类型，Service的各个生命周期函数在特定时间（20s）内无法得到处理引起；

造成ANR问题的原因（产生场景）

        1.主线程在做一些耗时操作，例如在主线程中进行网络请求、数据库操作或者文件操作可能会导致UI线程无法及时处理用户的输入信息；

        2.主线程被其他线程锁。应用程序在UI线程等待子线程释放某个锁，导致无法处理用户的输入；；

        3.CPU被其他进程占用，该进程没被分配到足够的cpu资源。例如耗时的动画需要大量的计算工作导致CPU负载过重；；

        发生ANR后判断产生原因很关键，到底是因为主线程进行了耗时操作、主线程被其他线程锁还是CPU被其他进程占用，该进程没被分配到足够的CPU资源。我们需要从这些角度判断引起异常的原因然后针对性处理。

ANR的定位和分析

ANR定位

        应用发生ANR的时候系统会收集ANR相关的信息内容提供给开发者用来处理问题。
        在Logcat中有ANR的相关信息，收集ANR的CPU的使用情况还有trace信息，也就是当前各个线程执行情况。
        trace文件保存在Android应用目录/data/anr/traces.txt中，ANR进程打印出的Log信息也有一定的参考价值。

ANR分析

        1.从log中找到ANR发生的信息；
        2.在该条log之后会有CPU usage的信息，表明了CPU在ANR前后的用量，从各种CPU Usage信息中分析；
        （1）如果某些进程的CPU占用百分比较高，发生ANR的进程CPU占用为0%或非常低，则认为CPU资源被占用，进程没有被分配足够的资源，从而发生了ANR。这种情况多数可以认为是系统状态的问题，并不是由本应用造成。
        （2）如果发生ANR的进程CPU占用比较高，很大可能是因为应用内一些代码不合理消耗掉了CPU资源，例如出现了死循环或者后台有许多线程执行任务等原因。
        （3）如果CPU总用量不高，该进程和其他进程的占用过高，这有一定概率是由于某些主线程的操作就是耗时过长，或者由于主进程被锁造成的。
        3.确定问题需要进一步分析trace文件，该文件记录了发生ANR前后该进程的各个线程的stack，特别需要注意的是主线程的stack；
        （1）主线程是running或者native而对应的栈对应了我们应用中的函数，则很有可能就是执行该函数的时候发生了超时；
        （2）主线程被block非常明显的线程被锁，这时候可以看是被哪个线程锁了，考虑优化代码。如果是死锁问题就需要及时解决。
        （3）由于抓trace的时刻有可能耗时操作已经执行完了，这时候trace就没什么用了，这种情况很可能是由于进程的其他线程消耗掉了CPU的资源，这就需要分析其他线程的trace以及ANR前后该进程自己输出的log了。

降低ANR产生概率

        1.不在主线程（UI线程）进行耗时操作；
        2.不在BroadcastReceiver的onReceiver()方法中进行耗时操作；
        3.各个组件的声明周期函数都不应该有太耗时的操作；
        4.尽量避免主线程被锁的情况，在一些同步的操作主线程有可能被锁，需要等待其他线程释放响应锁才能继续执行，这样会一定的ANR风险，对于这种情况有时也可以用异步线程来执行响应的逻辑。另外要避免死锁的发生