一、ANR说明和原因
1.1 简介
1.2 原因
1.3 避免
二、ANR分析办法
2.1 ANR重现
2.2 ANR分析办法一：Log
2.3 ANR分析办法二：traces.txt
2.4 ANR分析办法三：Java线程调用分析
2.5 ANR分析办法四：DDMS分析ANR问题
三、造成ANR的原因及解决办法
四、ANR源码分析
4.1 Service造成的Service Timeout
4.2 BroadcastReceiver造成的BroadcastQueue Timeout
4.3 ContentProvider的ContentProvider Timeout
五、Android ANR的信息收集
一、ANR说明和原因 1.1 简介ANR全称：Application Not Responding，也就是应用程序无响应。
1.2 原因Android系统中，ActivityManagerService(简称AMS)和WindowManagerService(简称WMS)会检测App的响应时间，如果App在特定时间无法相应屏幕触摸或键盘输入时间，或者特定事件没有处理完毕，就会出现ANR。
以下四个条件都可以造成ANR发生：
InputDispatching Timeout：5秒内无法响应屏幕触摸事件或键盘输入事件
BroadcastQueue Timeout ：在执行前台广播（BroadcastReceiver）的onReceive()函数时10秒没有处理完成，后台为60秒。
Service Timeout ：前台服务20秒内，后台服务在200秒内没有执行完毕。
ContentProvider Timeout ：ContentProvider的publish在10s内没进行完。
1.3 避免尽量避免在主线程（UI线程）中作耗时操作。
那么耗时操作就放在子线程中。
二、ANR分析办法 2.1 ANR重现这里使用的是号称Google亲儿子的Google Pixel xl（Android 8.0系统）做的测试，生成一个按钮跳转到
ANRTestActivityonCreate()
@Override
protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_anr_test);
// 这是Android提供线程休眠函数，与Thread.sleep()最大的区别是
// 该使用该函数不会抛出InterruptedException异常。
SystemClock.sleep(20 * 1000);
}
在进入
ANRTestActivity
刚才产生ANR后，看下Log：
可以看到logcat清晰地记录了ANR发生的时间，以及线程的tid和一句话概括原因：
WaitingInMainSignalCatcherLoop最后一句T
he application may be doing too much work on its main thread.刚才的log有第二句
Wrote stack traces to '/data/anr/traces.txt'traces.txt1.cd到
adb.exeAndroid SDK的platform-tools
cd D:\Android\AndroidSdk\platform-tools
此外，除了Windows的cmd以外，还可以使用AndroidStudio的Terminal来输入adb命令。
2.到指定目录后执行以下adb命令导出
traces.txt
adb pull /data/anr/traces.txt
traces.txttraces.txt
----- pid 23346 at 2017-11-07 11:33:57 ----- ----> 进程id和ANR产生时间
Cmd line: com.sky.myjavatest
Build fingerprint: 'google/marlin/marlin:8.0.0/OPR3.170623.007/4286350:user/release-keys'
ABI: 'arm64'
Build type: optimized
Zygote loaded classes=4681 post zygote classes=106
Intern table: 42675 strong; 137 weak
JNI: CheckJNI is on; globals=526 (plus 22 weak)
Libraries: /system/lib64/libandroid.so /system/lib64/libcompiler_rt.so
/system/lib64/libjavacrypto.so
/system/lib64/libjnigraphics.so /system/lib64/libmedia_jni.so /system/lib64/libsoundpool.so
/system/lib64/libwebviewchromium_loader.so libjavacore.so libopenjdk.so (9)
Heap: 22% free, 1478KB/1896KB; 21881 objects ----> 内存使用情况
...
"main" prio=5 tid=1 Sleeping ----> 原因为Sleeping
| group="main" sCount=1 dsCount=0 flags=1 obj=0x733d0670 self=0x74a4abea00
| sysTid=23346 nice=-10 cgrp=default sched=0/0 handle=0x74a91ab9b0
| state=S schedstat=( 391462128 82838177 354 ) utm=33 stm=4 core=3 HZ=100
| stack=0x7fe6fac000-0x7fe6fae000 stackSize=8MB
| held mutexes=
at java.lang.Thread.sleep(Native method)
- sleeping on <0x053fd2c2> (a java.lang.Object)
at java.lang.Thread.sleep(Thread.java:373)
- locked <0x053fd2c2> (a java.lang.Object)
at java.lang.Thread.sleep(Thread.java:314)
at android.os.SystemClock.sleep(SystemClock.java:122)
at com.sky.myjavatest.ANRTestActivity.onCreate(ANRTestActivity.java:20) ----> 产生ANR的包名以及具体行数
at android.app.Activity.performCreate(Activity.java:6975)
at android.app.Instrumentation.callActivityOnCreate(Instrumentation.java:1213)
at android.app.ActivityThread.performLaunchActivity(ActivityThread.java:2770)
at android.app.ActivityThread.handleLaunchActivity(ActivityThread.java:2892)
at android.app.ActivityThread.-wrap11(ActivityThread.java:-1)
at android.app.ActivityThread$H.handleMessage(ActivityThread.java:1593)
at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:105)
at android.os.Looper.loop(Looper.java:164)
at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:6541)
at java.lang.reflect.Method.invoke(Native method)
at com.android.internal.os.Zygote$MethodAndArgsCaller.run(Zygote.java:240)
at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:767)
在文件中使用 ctrl + F 查找包名可以快速定位相关代码。
通过上方log可以看出相关问题：
进程id和包名：
pid 23346 com.sky.myjavatest造成ANR的原因：
Sleeping造成ANR的具体行数：
ANRTestActivity.java:特别注意：产生新的ANR，原来的 traces.txt 文件会被覆盖。
2.4 ANR分析办法三：Java线程调用分析通过JDK提供的命令可以帮助分析和调试Java应用，命令为：
jstack {pid}
其中pid可以通过jps命令获得，jps命令会列出当前系统中运行的所有Java虚拟机进程，比如
7266 Test
7267 Jps
使用DDMS——Update Threads工具
阅读Update Threads的输出
三、造成ANR的原因及解决办法上面例子只是由于简单的主线程耗时操作造成的ANR，造成ANR的原因还有很多：
主线程阻塞或主线程数据读取
解决办法：避免死锁的出现，使用子线程来处理耗时操作或阻塞任务。尽量避免在主线程query provider、不要滥用SharePreferenceS
CPU满负荷，I/O阻塞
解决办法：文件读写或数据库操作放在子线程异步操作。
内存不足
解决办法：
AndroidManifest.xmlandroid:largeHeap="true"各大组件ANR
各大组件生命周期中也应避免耗时操作，注意BroadcastReciever的onRecieve()、后台Service和ContentProvider也不要执行太长时间的任务。
四、ANR源码分析 4.1 Service造成的Service TimeoutService Timeout是位于"ActivityManager"线程中的AMS.MainHandler收到
SERVICE_TIMEOUT_MSG4.1.1 发送延时消息
Service进程attach到system_server进程的过程中会调用
realStartServiceLockedmAm.mHandler.sendMessageAtTime()SERVICE_TIMEOUT_MSGAS.realStartServiceLocked
ActiveServices.java
private final void realStartServiceLocked(ServiceRecord r,
ProcessRecord app, boolean execInFg) throws RemoteException {
...
//发送delay消息(SERVICE_TIMEOUT_MSG)
bumpServiceExecutingLocked(r, execInFg, "create");
try {
...
//最终执行服务的onCreate()方法
app.thread.scheduleCreateService(r, r.serviceInfo,
mAm.compatibilityInfoForPackageLocked(r.serviceInfo.applicationInfo),
app.repProcState);
} catch (DeadObjectException e) {
mAm.appDiedLocked(app);
throw e;
} finally {
...
}
}
AS.bumpServiceExecutingLocked
private final void bumpServiceExecutingLocked(ServiceRecord r, boolean fg, String why) {
...
scheduleServiceTimeoutLocked(r.app);
}
void scheduleServiceTimeoutLocked(ProcessRecord proc) {
if (proc.executingServices.size() == 0 || proc.thread == null) {
return;
}
long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message msg = mAm.mHandler.obtainMessage(
ActivityManagerService.SERVICE_TIMEOUT_MSG);
msg.obj = proc;
//当超时后仍没有remove该SERVICE_TIMEOUT_MSG消息，则执行service Timeout流程
mAm.mHandler.sendMessageAtTime(msg,
proc.execServicesFg ? (now+SERVICE_TIMEOUT) : (now+ SERVICE_BACKGROUND_TIMEOUT));
}
4.1.2 进入目标进程的主线程创建Service
经过Binder等层层调用进入目标进程的主线程 handleCreateService(CreateServiceData data)。
ActivityThread.java
private void handleCreateService(CreateServiceData data) {
...
java.lang.ClassLoader cl = packageInfo.getClassLoader();
Service service = (Service) cl.loadClass(data.info.name).newInstance();
...
try {
//创建ContextImpl对象
ContextImpl context = ContextImpl.createAppContext(this, packageInfo);
context.setOuterContext(service);
//创建Application对象
Application app = packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);
service.attach(context, this, data.info.name, data.token, app,
ActivityManagerNative.getDefault());
//调用服务onCreate()方法
service.onCreate();
//取消AMS.MainHandler的延时消息
ActivityManagerNative.getDefault().serviceDoneExecuting(
data.token, SERVICE_DONE_EXECUTING_ANON, 0, 0);
} catch (Exception e) {
...
}
}
这个方法中会创建目标服务对象，以及回调常用的Service的
onCreate()serviceDoneExecuting()4.1.3 回到system_server执行取消AMS.MainHandler的延时消息
AS.serviceDoneExecutingLocked
private void serviceDoneExecutingLocked(ServiceRecord r, boolean inDestroying,
boolean finishing) {
...
if (r.executeNesting <= 0) {
if (r.app != null) {
r.app.execServicesFg = false;
r.app.executingServices.remove(r);
if (r.app.executingServices.size() == 0) {
//当前服务所在进程中没有正在执行的service
mAm.mHandler.removeMessages(ActivityManagerService.SERVICE_TIMEOUT_MSG, r.app);
...
}
...
}
此方法中Service逻辑处理完成则移除之前延时的消息
SERVICE_TIMEOUT_MSGSERVICE_TIMEOUT_MSGBroadcastReceiver Timeout是位于"ActivityManager"线程中的BroadcastQueue.BroadcastHandler收到
BROADCAST_TIMEOUT_MSG4.2.1 处理广播函数 processNextBroadcast() 中 broadcastTimeoutLocked(false) 发送延时消息
广播处理顺序为先处理并行广播，再处理当前有序广播。
final void processNextBroadcast(boolean fromMsg) {
synchronized(mService) {
...
// 处理当前有序广播
do {
r = mOrderedBroadcasts.get(0);
//获取所有该广播所有的接收者
int numReceivers = (r.receivers != null) ? r.receivers.size() : 0;
if (mService.mProcessesReady && r.dispatchTime > 0) {
long now = SystemClock.uptimeMillis();
if ((numReceivers > 0) &&
(now > r.dispatchTime + (2*mTimeoutPeriod*numReceivers))) {
//step 1\. 发送延时消息，这个函数处理了很多事情，比如广播处理超时结束广播
broadcastTimeoutLocked(false);
...
}
}
if (r.receivers == null || r.nextReceiver >= numReceivers
|| r.resultAbort || forceReceive) {
if (r.resultTo != null) {
//2\. 处理广播消息消息
performReceiveLocked(r.callerApp, r.resultTo,
new Intent(r.intent), r.resultCode,
r.resultData, r.resultExtras, false, false, r.userId);
r.resultTo = null;
}
//3\. 取消广播超时ANR消息
cancelBroadcastTimeoutLocked();
}
} while (r == null);
...
// 获取下条有序广播
r.receiverTime = SystemClock.uptimeMillis();
if (!mPendingBroadcastTimeoutMessage) {
long timeoutTime = r.receiverTime + mTimeoutPeriod;
//设置广播超时
setBroadcastTimeoutLocked(timeoutTime);
}
...
}
}
上文的step 1. broadcastTimeoutLocked(false)函数：记录时间信息并调用函数设置发送延时消息
final void broadcastTimeoutLocked(boolean fromMsg) {
...
long now = SystemClock.uptimeMillis();
if (fromMsg) {
if (mService.mDidDexOpt) {
// Delay timeouts until dexopt finishes.
mService.mDidDexOpt = false;
long timeoutTime = SystemClock.uptimeMillis() + mTimeoutPeriod;
setBroadcastTimeoutLocked(timeoutTime);
return;
}
if (!mService.mProcessesReady) {
return;
}
long timeoutTime = r.receiverTime + mTimeoutPeriod;
if (timeoutTime > now) {
// step 2
setBroadcastTimeoutLocked(timeoutTime);
return;
}
}
上文的step 2.setBroadcastTimeoutLocked函数： 设置广播超时具体操作，同样是发送延时消息
final void setBroadcastTimeoutLocked(long timeoutTime) {
if (! mPendingBroadcastTimeoutMessage) {
Message msg = mHandler.obtainMessage(BROADCAST_TIMEOUT_MSG, this);
mHandler.sendMessageAtTime(msg, timeoutTime);
mPendingBroadcastTimeoutMessage = true;
}
}
4.2.2 setBroadcastTimeoutLocked(long timeoutTime)函数的参数timeoutTime是当前时间加上设定好的超时时间。
也就是上文的
long timeoutTime = SystemClock.uptimeMillis() + mTimeoutPeriod;
mTimeoutPeriod 也就是前台队列的10s和后台队列的60s。
public ActivityManagerService(Context systemContext) {
...
static final int BROADCAST_FG_TIMEOUT = 10 * 1000;
static final int BROADCAST_BG_TIMEOUT = 60 * 1000;
...
mFgBroadcastQueue = new BroadcastQueue(this, mHandler,
"foreground", BROADCAST_FG_TIMEOUT, false);
mBgBroadcastQueue = new BroadcastQueue(this, mHandler,
"background", BROADCAST_BG_TIMEOUT, true);
...
}
4.2.3 在processNextBroadcast()过程，执行完performReceiveLocked后调用cancelBroadcastTimeoutLocked
cancelBroadcastTimeoutLocked ：处理广播消息函数 processNextBroadcast() 中 performReceiveLocked() 处理广播消息完毕则调用 cancelBroadcastTimeoutLocked() 取消超时消息。
final void cancelBroadcastTimeoutLocked() {
if (mPendingBroadcastTimeoutMessage) {
mHandler.removeMessages(BROADCAST_TIMEOUT_MSG, this);
mPendingBroadcastTimeoutMessage = false;
}
}
ContentProvider Timeout是位于”ActivityManager”线程中的AMS.MainHandler收到CONTENT_PROVIDER_PUBLISH_TIMEOUT_MSG消息时触发。
五、Android ANR的信息收集无论是四大组件或者进程等只要发生ANR，最终都会调用AMS.appNotResponding()方法。
参考：理解Android ANR的信息收集过程
以上就是深入学习Android ANR 的原理分析及解决办法的详细内容，更多关于Android ANR的资料请关注编程网其它相关文章！
