Android ANR 详解

2017-01-14 10:24:02来源:http://www.jianshu.com/p/c8c15608c68e作者:JonyLiu人点击

ANR简介
ANR,是“Application Not Responding”的缩写,即“应用程序无响应”。在Android中,ActivityManagerService(简称AMS)和WindowManagerService(简称WMS)会监测应用程序的响应时间,如果应用程序主线程(即UI线程)在超时时间内对输入事件没有处理完毕,或者对特定操作没有执行完毕,就会出现ANR。对于输入事件没有处理完毕产生的ANR,Android会显示一个对话框,提示用户当前应用程序没有响应,用户可以选择继续等待或者关闭这个应用程序(也就是杀掉这个应用程序的进程)。
为什么会有ANR

ANR的产生需要同时满足三个条件:



主线程:只有应用程序进程的主线程响应超时才会产生ANR;



超时时间:产生ANR的上下文不同,超时时间也会不同,但只要在这个时间上限内没有响应就会ANR;



输入事件/特定操作:输入事件是指按键、触屏等设备输入事件,特定操作是指BroadcastReceiver和Service的生命周期中的各个函数,产生ANR的上下文不同,导致ANR的原因也会不同;



针对这三个条件,有以下三种情况会触发ANR,详细说明如下。


1、主线程对输入事件在5秒内没有处理完毕

Android的事件系统从2.3开始做了完全不同的实现,原先2.2中是在Java层实现的,但在2.3中整体转移到了C++层,本书基于2.3以后的版本进行说明。我们先简单了解一下产生这种ANR的整个流程。


当应用程序的Window处于Active状态并且能够接收输入事件(例如按键事件、触摸事件等)时,系统底层上报的事件就会被InputDispatcher分发给这个应用程序,应用程序的主线程通过InputChannel读取输入事件并交给界面视图处理,界面视图是一个树状结构,DecorView是视图树的根,事件从树根开始一层一层向端点(例如一个Button)传递。我们通常会注册一个监听器来接收并处理事件,或者创建自定义的视图控件来处理事件。


InputDispatcher运行在系统进程(进程名为system_server)的一个单独的线程中,应用程序的主线程在处理事件的过程中,InputDispatcher会不断的检测处理过程是否超时,一旦超时,会通过一系列的回调通知WMS的notifyANR函数,最终会调用到AMS中mHandler对象里的SHOW_NOT_RESPONDING_MSG这个case,此时界面上就显示系统提示对话框了,同时使用logcat命令查看log(日志信息)也可以看到关于ANR的信息。一下子出现了好几个重要的名词,要深入了解这种情况的ANR,需要熟悉Android的事件机制,本次不做解析,这里只需要记住他们的功能:



Window:具体指的是PhoneWindow对象,表示一个能够显示的窗口,它能够接收系统分发的各种输入事件;



InputDispatcher:将系统上报的输入事件分发给当前活动的窗口;



InputChannel:InputDispatcher和应用程序分别运行在两个不同的进程中,InputDispatcher就是通过InputChannel将事件对象传递给应用进程的。



注意:产生这种ANR的前提是要有输入事件,如果用户没有触发任何输入事件,即便是主线程阻塞了,也不会产生ANR,因为InputDispatcher没有分发事件给应用程序,当然也不会检测处理超时和报告ANR了。



2、主线程在执行BroadcastReceiver的onReceive函数时10秒内没有执行完毕
BroadcastReceiver(简称BR)的onReceive函数运行在主线程中,当这个函数超过10秒钟没有返回就会触发ANR。不过对这种情况的ANR系统不会显示对话框提示,仅是输出log而已。



3、主线程在执行Service的各个生命周期函数时20秒内没有执行完毕
Service的各个生命周期函数也运行在主线程中,当这些函数超过20秒钟没有返回就会触发ANR。同样对这种情况的ANR系统也不会显示对话框提示,仅是输出log。



三种ANR中只有第1种会显示系统提示对话框,因为用户正在做界面交互操作,如果长时间没有任何响应,会让用户怀疑设备死机了,大多数人此时会开始乱按,甚至拔出电池重启,给用户的体验肯定是非常糟糕的。


三种ANR发生时都会在log中输出错误信息,你会发现各个应用进程和系统进程的函数堆栈信息都输出到了一个/data/anr/traces.txt的文件中,这个文件是分析ANR原因的关键文件,同时在日志中还会看到当时的CPU使用率,这也是重要信息,可以利用它们分析ANR问题。


这三种ANR不是孤立的,有可能会相互影响。例如一个应用程序进程中同时有一个正在显示的Activity和一个正在处理消息的BroadcastReceiver,它们都运行在这个进程的主线程中。如果BR的onReceive函数没有返回,此时用户点击屏幕,而onReceive超过5秒仍然没有返回,主线程无法处理用户输入事件,就会引起第1种ANR。如果继续超过10秒没有返回,又会引起第2种ANR。


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