Android ANR Summary

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Android ANR Summary

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什么情况下会出现ANR问题

ANR(Application Not responding)。Android中，主线程(UI线程)如果在规定时内没有处理完相应工作，就会出现ANR。

具体来说，ANR会在以下几种情况中出现:

• 输入事件(按键和触摸事件)5s内没被处理
• BroadcastReceiver的事件(onRecieve方法)在规定时间内没处理完(前台广播为10s，后台广播为60s).
• service 前台20s后台200s未完成启动
• ContentProvider的publish在10s内没进行完

ANR机制的实现原理

1. 在进行相关操作调用hander.sendMessageAtTime()发送一个ANR的消息，延时时间为ANR发生的时间(如前台Service是当前时间20s之后)。

2. 进行相关的操作

3. 操作结束后向remove掉该条message。如果相关的操作在规定时间没有执行完成，该条message将被handler取出并执行，就发生了ANR。

如何分析ANR问题

从前文可以明确，ANR问题是由于主线程的任务在规定时间内没处理完任务，而造成这种情况的原因大致会有一下几点：

1. 主线程在做一些耗时的工作
2. 主线程被其他线程锁住
3. cpu被其他进程占用，该进程没被分配到足够的cpu资源。

判断一个ANR属于哪种情况便是分析ANR问题的关键。那么拿到一个anr的日志，应该如何分析呢？进行服务器上报，分析线上用户的 ANR 问题。

在发生ANR的时候，系统会收集ANR相关的信息提供给开发者：首先在Log中有ANR相关的信息，其次会收集ANR时的CPU使用情况，还会收集trace信息，也就是当时各个线程的执行情况。trace文件保存到了 /data/anr/traces.txt中，此外，ANR前后该进程打印出的log也有一定价值。一般来说可以按一下思路来分析：

1. 从log中找到ANR反生的信息：可以从log中搜索“ANR in”或“am_anr”，会找到ANR发生的log，该行会包含了ANR的时间、进程、是何种ANR等信息，如果是BroadcastReceiver的ANR可以怀疑BroadCastReceiver.onRecieve()的问题，如果的Service或Provider就怀疑是否其onCreate()的问题。
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（log会表明截取ANR的时间），从各种CPU Usage信息中大概可以分析如下几点：
   1. 如果某些进程的CPU占用百分比较高，几乎占用了所有CPU资源，而发生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的。
   2. 如果发生ANR的进程CPU占用较高，如到了80%或90%以上，则可以怀疑应用内一些代码不合理消耗掉了CPU资源，如出现了死循环或者后台有许多线程执行任务等等原因，这就要结合trace和ANR前后的log进一步分析了。
   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，或者是由于主进程被锁造成的。
3. 进一步分析trace文件。trace文件记录了发生ANR前后该进程的各个线程的stack。对我们分析ANR问题最有价值的就是其中主线程的stack，一般主线程的trace可能有如下几种情况：
   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，可以考虑优化代码。如果是死锁问题，就更需要及时解决了。
   3. 由于抓trace的时刻很有可能耗时操作已经执行完了（ANR -> 耗时操作执行完毕 ->系统抓trace），这时候的trace就没有什么用了，主线程的stack就是这样的：

如何降低ANR的概率

1. 主线程读取数据：在Android中主线程去读取数据是非常不好的，Android是不允许主线程从网络读数据的，但系统允许主线程从数据库或者其他地方获取数据，但这种操作ANR风险很大，也会造成掉帧等，影响用户体验
   1. 避免在主线程query provider，首先这会比较耗时，另外这个操作provider那一方的进程如果挂掉了或者正在启动，我们应用的query就会很长时间不会返回，我们应该在其他线程中执行数据库query、provider的query等获取数据的操作。
   2. sharePreference的调用：首先sharePreference的commit()方法是同步的，apply()方法一般是异步执行的。所以在主线程不要用其commit()，用apply()替换。其次sharePreference的写是全量写而非增量写，所以尽量都修改完同一apply，避免改一点apply一次(apply()方法在Activity stop的时候主线程会等待写入完成，提交多次就很容易卡)。并且存储文本也不宜过大，这样会很慢。另外，如果写入的是json或者xml，由于需要加和删转义符号，速度会比较慢。
2. 不要在broadcastReciever的onRecieve()方法中干活，这一点很容易被忽略，尤其应用在后台的时候。为避免这种情况，一种解决方案是直接开的异步线程执行，但此时应用可能在后台，系统优先级较低，进程很容易被系统杀死，所以可以选择开个IntentService去执行相应操作，即使是后台Service也会提高进程优先级，降低被杀可能性。
3. 各个组件的生命周期函数都不应该有太耗时的操作，即使对于后台Service或者ContentProvider来讲，应用在后台运行时候其onCreate()时候不会有用户输入引起事件无响应ANR，但其执行时间过长也会引起Service的ANR和ContentProvider的ANR。
4. 尽量避免主线程的被锁的情况，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相应锁才能继续执行，这样会有一定的ANR风险，对于这种情况有时也可以用异步线程来执行相应的逻辑。另外， 我们要避免死锁的发生(主线程被死锁基本就等于要发生ANR了)。