Android ANR 详解

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