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ANR的理论_anr概念/类型/原理/机制

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ANR的理论_anr概念/类型/原理/机制ANR 的学习以及分析 anr

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一：什么是anr

ANR(Application Not Responding) 应用程序无响应。如果你应用程序在UI线程被阻塞太长时间，就会出现ANR，通常出现ANR，系统会弹出一个提示提示框，让用户知道。

二：anr 类型

1.KeyDispatchTimeout： input事件在5S内没有处理完成发生了ANR。

logcat日志关键字：Input event dispatching timed out

2.BroadcastTimeout

前台Broadcast：onReceiver在10S内没有处理完成发生ANR。

后台Broadcast：onReceiver在60s内没有处理完成发生ANR。

logcat日志关键字：Timeout of broadcast BroadcastRecord

3. ServiceTimeout

前台Service：onCreate，onStart，onBind等生命周期在20s内没有处理完成发生ANR。

后台Service：onCreate，onStart，onBind等生命周期在200s内没有处理完成发生ANR

logcat日志关键字：Timeout executing service

4.ContentProviderTimeout ContentProvider 在10S内没有处理完成发生ANR。

logcat日志关键字：timeout publishing content providers

ANR的理论_anr概念/类型/原理/机制

三：anr 触发机制

ANR
是一套监控
Android
应用响应是否及时的机制，可以把发生
ANR
比作是引爆炸弹，那么整个流程包含三部分组成：
1. 启动
定时炸弹：中控系统
(system_server
进程
)
启动倒计时，在规定时间内如果目标
(
应用进程
)
没有干完所有的活，则中控系统会定向炸毁(
杀进程
)
目标。
2.
拆炸弹：在规定的时间内干完工地的所有活，并及时向中控系统报告完成，请求解除定时炸弹，则幸免于难。
3.
引爆炸弹：中控系统立即封装现场，抓取快照，搜集目标执行慢的罪证
(traces)
，便于后续的案件侦破
(
调试分析)
，最后是炸毁目标。
举例：用户点击按钮，中控系统启动定时炸弹; 点击按钮后，执行的事务，在规定的5s内完成了，则解除了定时炸弹；如果点击按钮，发现点击按钮做的事务在执行了5s，后还没有结束，然后又有别的输入事件，这个时候，就会引爆炸弹。

service超时机制

ANR的理论_anr概念/类型/原理/机制
1.
客户端
(App
进程
)
向中控系统
(system_server
进程
)
发起启动服务的请求
2.
中控系统派出一名空闲的通信员
(binder_1
线程
)
接收该请求，紧接着向组件管家
(ActivityManager
线程
)
发送消 息，埋下定时炸弹
3.
通讯员
1
号
(binder_1)
通知工地
(service
所在进程
)
的通信员准备开始干活
4.
通讯员
3
号
(binder_3)
收到任务后转交给包工头
(main
主线程
)
，加入包工头的任务队列
(MessageQueue)
5.
包工头经过一番努力干完活
(
完成
service
启动的生命周期
)
，然后等待
SharedPreferences(
简称
SP)
的持久化；
6.
包工头在
SP
执行完成后，立刻向中控系统汇报工作已完成
7.
中控系统的通讯员
2
号
(binder_2)
收到包工头的完工汇报后，立刻去拆除炸弹。如果在炸弹定时结束前拆除炸弹 则拆除炸弹，否则会引发爆炸(
触发
ANR)

broadcast超时机制

对于静态注册的广播在超时检测过程需要检测
SP
，如下图所示
ANR的理论_anr概念/类型/原理/机制
1.
客户端
(App
进程
)
向中控系统
(system_server
进程
)
发起发送广播的请求
2.
中控系统派出一名空闲的通信员
(binder_1)
接收该请求转交给组件管家
(ActivityManager
线程
)
3.
组件管家执行任务
(processNextBroadcast
方法
)
的过程埋下定时炸弹
4.
组件管家通知工地
(receiver
所在进程
)
的通信员准备开始干活
5.
通讯员
3
号
(binder_3)
收到任务后转交给包工头
(main
主线程
)
，加入包工头的任务队列
(MessageQueue)
6.
包工头经过一番努力干完活
(
完成
receiver
启动的生命周期
)
，发现当前进程还有
SP
正在执行写入文件的操作，便将向中控系统汇报的任务交给SP
工人
(queued-work-looper
线程
)
7. SP
工人历经艰辛终于完成
SP
数据的持久化工作，便可以向中控系统汇报工作完成
8.
中控系统的通讯员
2
号
(binder_2)
收到包工头的完工汇报后，立刻去拆除炸弹。如果在倒计时结束前拆除炸弹则炸弹拆除，否则会引发爆炸(
触发
ANR)。

SP
从
8.0
开始采用名叫
“queued-work-looper”
的
handler
线程，在老版本采用
newSingleThreadExecutor
创 建的单线程的线程池）
如果是动态广播，或者静态广播没有正在执行持久化操作的
SP
任务，则不需要经过
“queued-work-looper”
线程中 转，而是直接向中控系统汇报，流程更为简单，如下图所示：
ANR的理论_anr概念/类型/原理/机制

 provider超时机制

provider
的超时是在
provider
进程
首次启动的时候
才会检测，当
provider
进程已启动的场景，再次请求
provider
并不会触发provider
超时。
ANR的理论_anr概念/类型/原理/机制
1.
客户端
(App
进程
)
向中控系统
(system_server
进程
)
发起获取内容提供者的请求
2.
中控系统派出一名空闲的通信员
(binder_1)
接收该请求，检测到内容提供者尚未启动，则先通过
zygote
孵化新进程
3.
新孵化的
provider
进程向中控系统注册自己的存在
4.
中控系统的通信员
2
号接收到该信息后，向组件管家
(ActivityManager
线程
)
发送消息，埋下炸弹
5.
通信员
2
号通知工地
(provider
进程
)
的通信员准备开始干活
6.
通讯员
4
号
(binder_4)
收到任务后转交给包工头
(main
主线程
)
，加入包工头的任务队列
(MessageQueue)
7.
包工头经过一番努力干完活
(
完成
provider
的安装工作
)
后向中控系统汇报工作已完成
8.
中控系统的通讯员
3
号
(binder_3)
收到包工头的完工汇报后，立刻去拆除炸弹。如果在倒计时结束前拆除炸弹则拆除炸弹，否则会引发爆炸(
触发
ANR).

input超时机制

input
的超时检测机制跟
service
、
broadcast
、
provider
截然不同，为了更好的理解
input
过程先来介绍两个重要线程的相关工作：
1.InputReader
线程: 负责通过
EventHub(
监听目录
/dev/input)
读取输入事件，一旦监听到输入事件则放入到InputDispatcher的
mInBoundQueue
队列，并通知其处理该事件；
2.InputDispatcher
线程: 负责将接收到的输入事件分发给目标应用窗口，分发过程使用到
3
个事件队列：
   a. 
mInBoundQueue
用于记录
InputReader
发送过来的输入事件；
   b. outBoundQueue
用于记录即将分发给目标应用窗口的输入事件；
   c. waitQueue
用于记录已分发给目标应用，且应用尚未处理完成的输入事件；
input的超时机制并非时间到了一定就会爆炸，而是处理再次有上报输入事件的过程才会去检测是否该爆炸，具体如下图所示。
ANR的理论_anr概念/类型/原理/机制

四：为什么会出现ANR

1:主线程频繁进行耗时的IO操作：如数据库读写

2:多线程操作的死锁，主线程被block；(搜索关键字 held by)

3:主线程被Binder 对端block；

4:System Server中WatchDog出现ANR；

5:service binder的连接达到上线无法和和System Server通信

6:系统资源已耗尽（管道、CPU、IO）

五：ANR 实例分析

主要分析：通过logcat日志或者traces文件确认anr发生时间点; CPU使用率 ;主线程状态;其他线程状态

1，看anr日志，主要了解发生anr的进程等信息

ANR的理论_anr概念/类型/原理/机制ANR的理论_anr概念/类型/原理/机制

2. 看主线程（下面是一个线程死锁的例子）

ANR的理论_anr概念/类型/原理/机制

ANR的理论_anr概念/类型/原理/机制

 主线程执行了耗时操作ANR的理论_anr概念/类型/原理/机制

ANR的理论_anr概念/类型/原理/机制

ANR的理论_anr概念/类型/原理/机制

ANR的理论_anr概念/类型/原理/机制

ANR的理论_anr概念/类型/原理/机制

ANR的理论_anr概念/类型/原理/机制

六，参数分析

ANR的理论_anr概念/类型/原理/机制main：main标识是主线程，如果是线程，那么命名成“Thread-X”的格式,x表示线程id,逐步递增。 prio：线程优先级,默认是5

tid：tid不是线程的id，是线程唯一标识ID

group：是线程组名称

sCount：该线程被挂起的次数

dsCount：是线程被调试器挂起的次数

obj：对象地址

self：该线程Native的地址

sysTid：是线程号(主线程的线程号和进程号相同)

nice：是线程的调度优先级

sched：分别标志了线程的调度策略和优先级

cgrp：调度归属组

handle：线程处理函数的地址。

state：是调度状态

schedstat：从 /proc/[pid]/task/[tid]/schedstat读出，三个值分别表示线程在cpu上执行的时间、线程的等待时间和线程执行的时间片长度，不支持这项信息的三个值都是0； utm：是线程用户态下使用的时间值(单位是jiffies）

stm：是内核态下的调度时间值

core：是最后执行这个线程的cpu核的序号

七：分析步骤

1).收集的信息如下

前台
ANR
发生后，系统会马上去抓取现场的信息，用于调试分析，收集的信息如下
:

a.  将am_anr信息输出到EventLog，也就是说ANR触发的时间点最接近的就是EventLog中输出的am_anr信 息

b. 收集以下重要进程的各个线程调用栈trace信息，保存在data/anr/traces.txt文件

b1. 当前发生
ANR
的进程，
system_server
进程以及所有
persistent
进程
b2. audioserver, cameraserver, mediaserver, surfaceflflinger
等重要的
native
进程
b3. CPU
使用率排名前
5
的进程

c. 将发生ANR的reason以及CPU使用情况信息输出到main log

c1. 将
traces
文件和
CPU
使用情况信息保存到
dropbox
，即
data/system/dropbox
目录
c2. 对用户可感知的进程则弹出
ANR
对话框告知用户，对用户不可感知的进程发生
ANR
则直接杀掉

2). 分析步骤

1.
定位发生
ANR
时间点
2.
查看
trace
信息
3.
分析是否有耗时的
message,binder
调用，锁的竞争，
CPU
资源的抢占
4.
结合具体的业务场景的上下文来分析

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