ANR分析

2018-08-15 本文已影响15人 azmohan

Android ANR机制介绍

ANR(Application 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，如果超过预定时间能未能得到有效响应或者响应时间过长，都会造成ANR。一般地，这时往往会弹出一个提示框，告知用户当前xxx未响应，用户可选择继续等待或者Force Close。

Android为什么要引入ANR

android ui 被设计成非线程安全的(个人认为主要是为了简单)，这就要求满足两点：

不能在非ui线程中操作ui.
不能阻塞ui线程。

其中第二个就为ANR埋下了伏笔，既然不能阻塞ui线程，那么如果阻塞了，用户会得到什么交互呢，这就是ANR.告知用户应用程序发生了阻塞ui线程的操作，但是方式简单粗暴，继续等待或者Force Close。其实体验一点不好。这也就对我们程序员有了更高的要求，杜绝黄赌毒，杜绝ANR.

发生ANR场景

Service Timeout : 服务前台在20s，后台10s内未执行完成。
BroadcastQueue Timeout : 广播前台10s，后台60s内未执行完成。
ContentProvider Timeout : 内容提供器10s未执行完成。
InputDispatching Timeout: 输入事件分发超时，5s。包含按键与触屏。

 // How long we wait for a service to finish executing.
    static final int SERVICE_TIMEOUT = 20*1000; // 前台

    // How long we wait for a service to finish executing.
    static final int SERVICE_BACKGROUND_TIMEOUT = SERVICE_TIMEOUT * 10; // 后台


 // How long we allow a receiver to run before giving up on it.
    static final int BROADCAST_FG_TIMEOUT = 10*1000;  // 前台
    static final int BROADCAST_BG_TIMEOUT = 60*1000;  // 后台

// How long we wait until we timeout on key dispatching.
    static final int KEY_DISPATCHING_TIMEOUT = 5*1000;

// How long we wait for an attached process to publish its content providers
    // before we decide it must be hung.
    static final int CONTENT_PROVIDER_PUBLISH_TIMEOUT = 10*1000;

注意：
android的四大组件默认都在主线程中运行的，特别提醒，Service和Broadcast组件也是在主线程中运行的。不要以为Service是在后台运行的，就不在主线程运行。Android提IntentService可以不在主线程执行任务，看源码就会发现其实关联一个HandlerThread.
顺便说一下，Handler默认也是在主线程中运行的，持有的main thread的looper.如果让handler不在主线程执行，需要绑定其它线程的looper.

ANR处理

java层的处理：
所有的java进程都运行在java虚拟机中，当应用发生ANR时，其最终的一个环节是向目标进程通过kill - 3,发送信号SIGNAL_QUIT.Android进程收到SIGQUIT时，虚拟机会捕获这个信号，并输出相应的traces信息，保存到/data/anr/traces.txt中。
native层的处理：
native进程在发生ANR时，debuggerd服务接收到系统发来的DEBUGGER_ACTION_DUMP_BACKTRACE命令，最后通过dump_backtrace()将日志输出到/data/anr/traces.txt。

CPU和内存的关键指标含义

CPU的使用时间：读取/proc/stat

user：用户进程的cpu使用时间
nice：降低过优先级进程的cpu的使用时间，linux进程都是有优先级的，这个优先级可以进行动态调整，譬如进程初始化优先级的值设为10,运行时降低为8，那么修正值为-2就是nice.android系统将user和nice这两个时间归类成user.
sys : 内核进程的cpu使用时间
idle: cpu等待IO的时间
hw irq : 硬件中断的时间，如果外设出现故障，需要通过硬件终端通知CPU保存现场，发生上下文切换时间就是CPU的硬件中断时间。
sw irq: 软件中断的时间，同硬件中断一样，如果软件要求CPU中断，同上下文切换时间就是CPU的软件中断时间。

CPU负载：读取/proc/loadavg

统计最近1分钟、5分钟、15分钟内cpu的平均活动进程数。CPU的负载就是要处理的任务数。

手机内存：读取/proc/meminfo

dumpsys meminfo命令的输出结果分以下4部分：

序列	类型	排序	解释
1	process	PSS	以进程的PSS从大到小依次排序显示，每行显示一个进程
2	oom adj	PSS	Native/System/Persistent/Foreground/Visible/Perceptible/A Services/Home/B Services/Cached，分别显示每类的进程情况；一般而言，占用内存越多，oom_adj就越大，也就越有可能被选中。OOM异常的时候会根据这个表单从下往上杀掉进程释放内存
3	category	PSS	以Dalvik/Native/.art mmap/.dex map等划分的各类进程的总PSS情况
4	total		总内存、剩余内存、可用内存、其他内存

root@phone:/ # cat /proc/meminfo
MemTotal:         883248 kB   //RAM可用的总大小 (即物理总内存减去系统预留和内核二进制代码大小)
MemFree:           62136 kB   //RAM未使用的大小
MemAvailable:     192336 kB   
Buffers:            1648 kB   //用于文件缓冲
Cached:           175404 kB   //用于高速缓存
SwapCached:         5392 kB   //用于swap缓存

对于cache和buffer也是系统可以使用的内存。所以系统当前总的可用内存为 MemFree+Buffers+Cached。

技术分析

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