前言

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本章主要围绕 ANR 如何监控以及优化；

基本概念

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ANR(Android Not Responding) 是指应用程序未响应，Android 系统对于一些事件需要在一定的时间范围内完成，如果超过预订时间未能得到有效响应或者响应时间过长，都会造成 ANR。

ANR 常见类型

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input 事件

input事件在5s内没有处理完；

• logcat关键字：input event dispatching timed out；
• tag：对于input来说，即便某次事件执行时长超过了timeout时长，只要后续没有再生成输入事件，则不会发生anr；

Input 的超时机制与其他不同，对于 input 事件来说即便某次事件执行时间超过了 timeout 时长，只要用户后续再没有生成输入事件，则不会触发 ANR；

broadcast事件

• 前台广播：10s内没有处理完；
• 后台广播：60s内没有处理完；

logcat关键字：timeout of broadcast BroadcastRecord

service事件

• 前台service：20s内没有处理完；
• 后台service：200s内没有处理完；

logcat关键字：timeout executing service；

provider 事件

10s内没有处理完；

logcat关键字：timeout publishing content provider；

ANR 出现的原因

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• 主线程进行耗时的 IO 操作；
  • 例如数据库读写
  • 网络操作
  • 序列化
  • 文件读写
  • sp 操作
• 多线程操作的死锁，导致主线程被block；
  • traces.txt中的关键字：held mutexes / held by
• 系统资源被耗尽（管道 CPU IO）；
• 主线程被 binder，对端 block；
  • binder 通信默认是同步的，也可以异步实现，如果同步通信的时候，如果对端被 block 之后，导致主端就会无限等待；
• System Server 中的 WatchDog 出现 anr；
• Service binder 的连接达到上限，无法和 System Server 通信；

ANR 问题如何解决

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发生 anr 之后 会在 /data/anr/trace_*.txt 生成这么一个文件；

如何分析这个 trace 文件；

• 发生 anr 之后，一般是 firstPid，即发生 anr 的 Pid；
• 线下发生 anr 的时候，通过 logcat 日志，traces 文件确认 anr 发生时间点，traces 文件和 cpu 使用率；
• traces 文件分析
  • ANR 时间
  • 当前应用进程 id
  • 当前应用的进程名
  • ANR类型：KeyDispatchTimeout
  • held by、mutexes 关键字
  • 关注线程状态
    

ANR 如何进行线上监控的原理

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FileObserver

Android 系统提供了一个 抽象类 FileObserver，我们可以通过它来监控 data/anr/traces_xxx.txt 文件的变化，用来监控某个目录/文件 状态发生改变，有没有创建或者删除文件；

public class ANRFileObserver extends FileObserver {public ANRFileObserver(String path) { //data/anr/super(path);}public ANRFileObserver(String path, int mask) {super(path, mask);}@Overridepublic void onEvent(int event, @Nullable String path) {switch (event){case FileObserver.ACCESS://文件被访问Log.i("TAG", "ACCESS: " + path);break;case FileObserver.ATTRIB://文件属性被修改，如 chmod、chown、touch 等Log.i("TAG", "ATTRIB: " + path);break;case FileObserver.CLOSE_NOWRITE://不可写文件被 closeLog.i("TAG", "CLOSE_NOWRITE: " + path);break;case FileObserver.CLOSE_WRITE://可写文件被 closeLog.i("TAG", "CLOSE_WRITE: " + path);break;case FileObserver.CREATE://创建新文件Log.i("TAG", "CREATE: " + path);break;case FileObserver.DELETE:// 文件被删除，如 rmLog.i("TAG", "DELETE: " + path);break;case FileObserver.DELETE_SELF:// 自删除，即一个可执行文件在执行时删除自己Log.i("TAG", "DELETE_SELF: " + path);break;case FileObserver.MODIFY://文件被修改Log.i("TAG", "MODIFY: " + path);break;case FileObserver.MOVE_SELF://自移动，即一个可执行文件在执行时移动自己Log.i("Zero", "MOVE_SELF: " + path);break;case FileObserver.MOVED_FROM://文件被移走，如 mvLog.i("TAG", "MOVED_FROM: " + path);break;case FileObserver.MOVED_TO://文件被移来，如 mv、cpLog.i("TAG", "MOVED_TO: " + path);break;case FileObserver.OPEN://文件被 openLog.i("TAG", "OPEN: " + path);break;default://CLOSE：文件被关闭，等同于(IN_CLOSE_WRITE | IN_CLOSE_NOWRITE)//ALL_EVENTS：包括上面的所有事件Log.i("TAG", "DEFAULT(" + event + "): " + path);break;}}
}

ANR WatchDog

系统源码中『看门狗』的实现：监控 System Server 中的 AMS 有没有死锁，某个线程有没有被卡住；

参考 Watchdog 的监控方案；

public class ANRWatchDog extends Thread {private static final String TAG = "ANR";private int timeout = 5000;private boolean ignoreDebugger = true;static ANRWatchDog sWatchdog;private Handler mainHandler = new Handler(Looper.getMainLooper());private class ANRChecker implements Runnable {private boolean mCompleted;private long mStartTime;private long executeTime = SystemClock.uptimeMillis();@Overridepublic void run() {synchronized (ANRWatchDog.this) {mCompleted = true;executeTime = SystemClock.uptimeMillis();}}void schedule() {mCompleted = false;mStartTime = SystemClock.uptimeMillis();mainHandler.postAtFrontOfQueue(this);}boolean isBlocked() {return !mCompleted || executeTime - mStartTime >= 5000;}}public interface ANRListener {void onAnrHappened(String stackTraceInfo);}private ANRChecker anrChecker = new ANRChecker();private ANRListener anrListener;public void addANRListener(ANRListener listener){this.anrListener = listener;}public static ANRWatchDog getInstance(){if(sWatchdog == null){sWatchdog = new ANRWatchDog();}return sWatchdog;}private ANRWatchDog(){super("ANR-WatchDog-Thread");}@TargetApi(Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN)@Overridepublic void run() {Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND); // 设置为后台线程while(true){while (!isInterrupted()) {synchronized (this) {anrChecker.schedule();long waitTime = timeout;long start = SystemClock.uptimeMillis();while (waitTime > 0) {try {wait(waitTime);} catch (InterruptedException e) {Log.w(TAG, e.toString());}// 防止假唤醒waitTime = timeout - (SystemClock.uptimeMillis() - start);}if (!anrChecker.isBlocked()) {continue;}}if (!ignoreDebugger && Debug.isDebuggerConnected()) {continue;}String stackTraceInfo = getStackTraceInfo();if (anrListener != null) {anrListener.onAnrHappened(stackTraceInfo);}}anrListener = null;}}private String getStackTraceInfo() {StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();for (StackTraceElement stackTraceElement : Looper.getMainLooper().getThread().getStackTrace()) {stringBuilder.append(stackTraceElement.toString()).append("\r\n");}return stringBuilder.toString();}
}