Android之ANR问题分析，触发原理，解决办法_android anr

作者：爱喝兽奶帝天荒 | 2024-08-16 20:12:20

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android anr

1.ANR是什么？

Application Not Responding，字面意思就是应用无响应，稍加解释就是用户的一些操作无法从应用中获取反馈；在实际的应用中应当去避免这种现象，虽然它暂时不会造成应用崩溃，但是却极大地损坏用户体验；

2.ANR触发原因

出现ANR之后一个直观的现象就是系统会展示出一个ANR对话框，如图：

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在特定时间无法处理相应屏幕触摸或键盘输入事件，或者特定时间没有处理完毕，就会出现ANR；

那么哪些场景会造成ANR呢？

Service Timeout:比如前台服务在20s内未执行完成；
BroadcastQueue Timeout：比如前台广播在10s内未执行完成
ContentProvider Timeout：内容提供者,在publish过超时10s;
InputDispatching Timeout: 输入事件分发超时5s，包括按键和触摸事件。

因此避免以上四种情况就是解决ANR的关键；

导致ANR无响应的常见原因：

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.xml文件<applicatiion>中可以设置 android:largeHeap="true"，以此增大App使用内存。不过不建议使用此法，从根本上防止内存泄漏，优化内存使用才是正道。

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。

3.ANR时系统做了什么？

ANR时展示给用户什么内容，源码分析ANR做了哪些事情，知道ANR做了什么，更有助于我们分析ANR；

3.1展示一个应用无反应的对话框

在Activity内为Button添加点击事件，点击时让主线程休眠30秒，在连续点击几次Button按钮；


        Button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                // 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(30 * 1000);
            }
        });

在点击Button按钮第一次以后，在连续点击几次Button按钮，大概七八秒，终于弹出ANR异常；

3.2将ANR信息输出到Logcat

产生ANR时Logcat会同时如下内容：

10-15 01:47:20.975 4038-4046/com.gome.childrenmanager I/art: Thread[5,tid=4046,WaitingInMainSignalCatcherLoop,Thread*=0xaf00d400,peer=0x12c00080,"Signal Catcher"]: reacting to signal 3
10-15 01:47:20.985 4038-4046/com.gome.childrenmanager I/art: Wrote stack traces to '/data/anr/traces.txt'
10-15 01:47:45.820 4038-4038/com.gome.childrenmanager I/Choreographer: Skipped 42 frames! The application may be doing too much work on its main thread.

可以看到Logcat清晰的记录ANR发生的时间，以及线程的tid和一句话概括的原因：WaitingInMainSignalCatcherLoop主线程等待异常，最后一句话 Skipped 42 frames! The application may be doing too much work on its main thread.告知主线程被阻塞导致帧画面无法刷新；

3.3将ANR信息输出到traces.txt文件中

Wrote stack traces to '/data/anr/traces.txt

通过Logcat输出日志看到会将ANR信息写入traces.txt文件，traces.txt文件是一个ANR记录文件，用于开发人员调试分析ANR产生原因，目录在/data/anr中，可以通过adb pull命令导出：

adb pull /data/anr/traces.txt    C:\anr

adb命令默认在Android SDK下platform-tools目录，没有配置adb环境变量的需要进入platform-tools目录执行adb命令；

不指定traces.txt导出默认，默认导出到adb所在命令目录；后面对如何分析traces.txt这个文件做详细描述；

3.4ANR源码分析

最后来看看做出上述反应的源代码，这部分代码位于ProcessRecord类中；

ActivityManagerService监听到ANR信息，调用AnrHelper下的方法appNotResponding()，AnrHelper在后台开启一个独立的线程去处理ANR消息，以便缩短处理时间；


AnrHelper
private class AnrConsumerThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            AnrRecord r;
            r.appNotResponding(onlyDumpSelf);
 
        }
    }
 
private static class AnrRecord {
        final ProcessRecord mApp;
        void appNotResponding(boolean onlyDumpSelf) {
            mApp.appNotResponding(mActivityShortComponentName, mAppInfo,
                    mParentShortComponentName, mParentProcess, mAboveSystem, mAnnotation,
                    onlyDumpSelf);
        }
    }

ProcessRecord.appNotResponding()


ProcessRecord.java
void appNotResponding(String activityShortComponentName, ApplicationInfo aInfo,
            String parentShortComponentName, WindowProcessController parentProcess,
            boolean aboveSystem, String annotation, boolean onlyDumpSelf) {
        ArrayList<Integer> firstPids = new ArrayList<>(5);
        SparseArray<Boolean> lastPids = new SparseArray<>(20);
 
        mWindowProcessController.appEarlyNotResponding(annotation, () -> kill("anr",
                  ApplicationExitInfo.REASON_ANR, true));
 
        long anrTime = SystemClock.uptimeMillis();
        
        if (isMonitorCpuUsage()) {
            //第一次，更新CPU统计信息
            mService.updateCpuStatsNow();
        }
 
        final boolean isSilentAnr;
        synchronized (mService) {
            // 某些特定情况下忽略本次ANR，比如系统关机，比如该进程已经处于anr状态或者crash状态
            if (mService.mAtmInternal.isShuttingDown()) {
                Slog.i(TAG, "During shutdown skipping ANR: " + this + " " + annotation);
                return;
            } else if (isNotResponding()) {
                Slog.i(TAG, "Skipping duplicate ANR: " + this + " " + annotation);
                return;
            } else if (isCrashing()) {
                Slog.i(TAG, "Crashing app skipping ANR: " + this + " " + annotation);
                return;
            } else if (killedByAm) {
                Slog.i(TAG, "App already killed by AM skipping ANR: " + this + " " + annotation);
                return;
            } else if (killed) {
                Slog.i(TAG, "Skipping died app ANR: " + this + " " + annotation);
                return;
            }
 
            //为了防止多次对相同APP的anr执行重复代码，在此处标注记录，属于上面的特定情况中的一种
            setNotResponding(true);
 
            // 记录ANR信息到Event Log中
            EventLog.writeEvent(EventLogTags.AM_ANR, userId, pid, processName, info.flags,
                    annotation);
 
            //将当前进程添加到firstPids
            firstPids.add(pid);
 
            // 如果它是一个后台的ANR或者仅仅请求导出他自己，不需要加入其它PIDS
            isSilentAnr = isSilentAnr();
            if (!isSilentAnr && !onlyDumpSelf) {
                int parentPid = pid;
                if (parentProcess != null && parentProcess.getPid() > 0) {
                    parentPid = parentProcess.getPid();
                }
                if (parentPid != pid) firstPids.add(parentPid);
                 //将system_server进程添加到firstPids
                if (MY_PID != pid && MY_PID != parentPid) firstPids.add(MY_PID);
                // 添加所有进程到firstpids中
                for (int i = getLruProcessList().size() - 1; i >= 0; i--) {
                    ProcessRecord r = getLruProcessList().get(i);
                    if (r != null && r.thread != null) {
                        int myPid = r.pid;
                        if (myPid > 0 && myPid != pid && myPid != parentPid && myPid != MY_PID) {
                            if (r.isPersistent()) {
                                firstPids.add(myPid);    //将persistent进程添加到firstPids
                                if (DEBUG_ANR) Slog.i(TAG, "Adding persistent proc: " + r);
                            } else if (r.treatLikeActivity) {
                                firstPids.add(myPid);
                                if (DEBUG_ANR) Slog.i(TAG, "Adding likely IME: " + r);
                            } else {    //其它进程添加到lastPids
                                lastPids.put(myPid, Boolean.TRUE);
                                if (DEBUG_ANR) Slog.i(TAG, "Adding ANR proc: " + r);
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
 
        // 记录ANR输出到main log
        StringBuilder info = new StringBuilder();
        info.setLength(0);
        info.append("ANR in ").append(processName);
        if (activityShortComponentName != null) {
            info.append(" (").append(activityShortComponentName).append(")");
        }
        info.append("\n");
        info.append("PID: ").append(pid).append("\n");
        if (annotation != null) {
            info.append("Reason: ").append(annotation).append("\n");
        }
        if (parentShortComponentName != null
                && parentShortComponentName.equals(activityShortComponentName)) {
            info.append("Parent: ").append(parentShortComponentName).append("\n");
        }
 
        StringBuilder report = new StringBuilder();
        report.append(MemoryPressureUtil.currentPsiState());
        //创建CPU tracker对象

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