Android ANR

Android ANR

1.ANR简单介绍

• ANR：应用程序无响应（Application Not Responding）

1.1 产生ANR的场景

• InputDispatching Timeout：5秒内无法响应屏幕触摸事件或键盘输入事件。
• Service Timeout：前台服务20秒内内没有执行完毕。
• BroadcastQueue Timeout：在执行前台广播10秒没有处理完成。
• ContentProvider Timeout ：ContentProvider的publish在10秒内没进行完。

1.2 ANR具体时间定义

• Service Timeout相关：(ActiveServices.java)

  // How long we wait for a service to finish executing.
  static final int SERVICE_TIMEOUT = 20*1000;
  // How long we wait for a service to finish executing.
  static final int SERVICE_BACKGROUND_TIMEOUT = SERVICE_TIMEOUT * 10;
  // How long the startForegroundService() grace period is to get around to
  // calling startForeground() before we ANR + stop it.
  static final int SERVICE_START_FOREGROUND_TIMEOUT = 10*1000;
  

  • 前台服务20s。
  • 后台服务200s。

• BroadcastQueue Timeout相关：(ActivityManagerService.java)

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

  • 前台广播10s。
  • 后台广播60s。

• ContentProvider Timeout相关：

  // 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;
  

2.ANR触发分析

2.1 Input相关

• ANR检测区间主要指：当前事件dispatch过程中执行**findFocusedWindowTargetsLocked()方法到下一次执行resetANRTimeoutsLocked()**的时间区间。
• Input ANR 的实现是通过将InputManagerService加入到Watchdog的monitor队列，定时监测是否发生死锁。

2.2 Service相关

超时设置：

• Service进程attach到system_server进程的过程中会调用**realStartServiceLocked()**方法。

• realStartServiceLocked()方法中会调用**bumpServiceExecutingLocked()**方法。

• bumpServiceExecutingLocked()方法又会调用**scheduleServiceTimeoutLocked()**方法。

  // scheduleServiceTimeoutLocked方法节选
  mAm.mHandler.sendMessageDelayed(msg,
          proc.execServicesFg ? SERVICE_TIMEOUT : SERVICE_BACKGROUND_TIMEOUT);
  

  • scheduleServiceTimeoutLocke()方法通过delay消息(SERVICE_TIMEOUT_MSG)设置了服务超时。
  • 如果不能在规定时间内移除该消息(SERVICE_TIMEOUT_MSG)，则会触发ANR。

超时移除：

• (ActivityThread.java)目标进程主线程会调用**handleCreateService()**方法。

  // handleCreateService方法节选
  ...
  try {
      // 创建ContextImpl对象
      ContextImpl context = ContextImpl.createAppContext(this, packageInfo);
      context.setOuterContext(service);
      // 创建Application对象
      Application app = packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);
      service.attach(context, this, data.info.name, data.token, app,
              ActivityManager.getService());
      // 调用服务的onService()方法
      service.onCreate();
      mServices.put(data.token, service);
      try {
          // 移除超时消息
          ActivityManager.getService().serviceDoneExecuting(
                  data.token, SERVICE_DONE_EXECUTING_ANON, 0, 0);
      } catch (RemoteException e) {
          throw e.rethrowFromSystemServer();
      }
  } ...
  

• **serviceDoneExecuting()**方法中会从消息队列中将消息(SERVICE_TIMEOUT_MSG)异常。

  // 位于ActivieService.java
  private void serviceDoneExecutingLocked(){
      ...
      mAm.mHandler.removeMessages(ActivityManagerService.SERVICE_TIMEOUT_MSG, r.app);
      ...
  }
  

• 移除后则不会触发ANR。

ANR触发：

• 当AMS(ActivityManagerService)收到SERVICE_TIMEOUT_MSG消息，调用serviceTimeout()方法。

  ...
  case SERVICE_TIMEOUT_MSG: {
      mServices.serviceTimeout((ProcessRecord)msg.obj);
  } break;
  ...
  

• serviceTimeout()方法会调用**appNotResponding()**方法。

  ...
  if (anrMessage != null) {
      proc.appNotResponding(null, null, null, null, false, anrMessage);
  }
  ...
  

• 至此触发了ANR异常。

2.3Broadcast相关

超时设置：

• 调用**processNextBroadcast()**方法来处理广播。
  • 通过调用**setBroadcastTimeoutLocked()**方法设置超时消息(BROADCAST_TIMEOUT_MSG)。
  • 当广播接收者等待时间过长，会调用**broadcastTimeoutLocked(false)**方法。
  • 当广播执行完，会调用**cancelBroadcastTimeoutLocked()**方法，取消超时消息。
    超时移除：

• 与Service大致相同，但是通过静态注册的广播超时会受SharedPreference的影响，动态注册的广播不会受到影响。
• 当SharedPreference有未同步到磁盘的工作，则需等待其完成，才告知系统已完成该广播。

ANR触发：

• (BroadcastQueue.java)BroadcastHandler处理超时消息(BROADCAST_TIMEOUT_MSG)会调用**broadcastTimeoutLocked(true)**方法。
• 在 broadcastTimeoutLocked()方法中：
  • mOrderedBroadcasts已处理完成，则不会ANR。
  • 在执行dexopt，则不会ANR。
  • 系统还没有进入ready状态(mProcessesReady=false)，则不会ANR。
  • 如果当前正在执行的receiver没有超时，则重新设置广播超时，不会ANR。
• 否则触发ANR异常。

2.4 ContentProvider相关

超时设置：

• Provider启动，在进程创建后会调用**attachApplicationLocked()**进入system_server进程。
• attachApplicationLocked()方法中会设置超时消息(CONTENT_PROVIDER_PUBLISH_TIMEOUT_MSG)。

超时移除：

• provider成功publish之后，会移除超时消息。

ANR触发：

• (ActivityManagerService.java)MainHandler处理超时消息(CONTENT_PROVIDER_PUBLISH_TIMEOUT_MSG)，调用**processContentProviderPublishTimedOutLocked()**方法。
• processContentProviderPublishTimedOutLocked()方法会调用**cleanupAppInLaunchingProvidersLocked()方法和removeProcessLocked()**方法。
• cleanupAppInLaunchingProvidersLocked()方法会调用**removeDyingProviderLocked()**方法。
• removeDyingProviderLocked()方法会：
  • 对于stable类型的provider(即conn.stableCount > 0)，会杀掉所有跟该provider建立stable连接的非persistent进程。
  • 对于unstable类的provider(即conn.unstableCount > 0)，不会导致client进程被级联所杀。
• removeProcessLocked()方法终止进程，不会弹出ANR的对话框。

参考资料

• 理解Android ANR的触发原理
• Android ANR：原理分析及解决办法
• Input系统—ANR原理分析