Android系统ANR错误实战分析
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大家好，今天给大家带来Android系统ANR错误实战分析。在开始之前请允许我说几句不相干的话。
我叫麻锦荣，你们叫我锦荣就好了，在深圳从接触Android到现在已经有7个年头了，从最早的ADT（那会儿还没有AS）开发app，到后来定制手机ROM，再到智能家居，智能硬件，车载产品，电视机，商显等Android开发工作，一路走来深感Android的发展迅速，对于Android程序员的要求也从APP开发提高到系统Framework层，机器学习，机器视觉等更广的领域。一路上，我碰到过无数的难题，相信以后也一样会碰到，但是互联网的知识共享给了我力量，成为了我前进道路上的好帮手。但是我却以工作太忙或者其他的借口，其实就是自己的懒散为由从来没有把自己开发中的心得分享给大家，共同学习，共同进步。这是我第一篇博客，很多表达或许词不达意，但是我相信万事开头难，以后一定会渐入佳境。
好了，废话就说这么多，下面开始进入今天的主题吧，相信看完这篇文章的你对ANR问题的解决又会更加充满信心。
Android开发中经常碰到一个叫做ANR（Application Not Responding）的问题，如果这个apk是你们自己开发的，报ANR，有经验的程序员自己肯定会较为容易的检查出代码哪里出了问题。好，那么问题来了，如果是原厂（MTK，全志，RK，amlogic等）系统报出ANR，我们怎么解决？下面就用我公司实际碰到的问题为例，为大家实战讲解。
相信大家都知道有个东西叫小部件Widget，我们手机上的时钟小部件可以选择大小，开机的时候加载到我们的桌面上显示时间。前几天公司发现一个bug，直接上图。
如图，时钟Widget一直显示正在加载，几分钟后依然不显示时间，抓取log，发现ANR错误，如下：
使用的板子和源码均为amlogic平台，Android版本为9.0 。 由于是编译完直接烧录，可以100%确定是由源码引起ANR，从log信息看，似乎是com.android.phone 这个应用包下的VvmSimStateTracker这个类引起的，那是这样么？我们找到这个类
可以看出，VvmSimStateTracker就是一个广播接收器，就是用来监听一些sim卡热插拔的工具类，从刚才的log中看，是由于开机广播的处理出现了问题导致ANR，好，那么我们把这个android.intent.action.BOOT_COMPLETED给它注释掉，编译，看下结果。结果发现竟然正常了，时钟部件开机5秒内正常显示时间。好多人有疑问了，为什么只是简单接收了一个开机广播，就报ANR了呢？我们又不是第一天接收它了，留个疑问在这里。
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: Input event dispatching timed out
- 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)：Timeout of broadcast BroadcastRecord
- service 前台20s后台200s未完成启动 Timeout executing service
- ContentProvider的publish在10s内没进行完：timeout publishing content providers
看完这个很多人就会恍然大悟，第二条这个报的错和上面日志的那个不是一样么
那这下原因找到了，就是因为UI线程阻塞导致了VvmSimStateTracker类没有在规定时间内处理完BroadcastReceiver事件。^_^ 那问题又来了，UI线程为什么会阻塞？谁把它搞阻塞了？这里我就要告诉大家怎么分析解决系统ANR。
首先，adb shell 进入 data/system 目录下会看到一个叫做dropbox 的文件夹（adb操作我就不多赘述了，可以查看其他博客）
只要你的Android系统出现ANR或者Crash等，系统就会保存日志到这个文件夹中，对你分析问题的产生有巨大帮助。话不多说，我们把这个dropbox拷出来，看看里面的内容
好家伙，东西还挺多，可以看到里面有很多的日志，那么我们所需要分析ANR的日志正是 system_app_anr@*******.txt.gz，不同平台的命名规则可能大同小异，总之大家看anr这几个关键字就可以了。解压，打开看看。
前面几行我们刚才见过了，下面红色标注的这里就是系统在发生ANR时CPU的实时使用情况
可以看到，我们的CPU在发生ANR 的时候总共才使用了12%左右的性能。这里要注意了，
1.如果发生ANR的进程CPU占用较高，如到了80%或90%以上，则可以怀疑是应用内一些代码不合理消耗掉了CPU资源，比如死循环或者一些算法库进行大量高精度复杂运算导致CPU长期占用较高，这就要结合trace和ANR前后的log进一步分析了。
2.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。
3.如果CPU总用量不高，那么很有可能是一些耗时操作或者锁的问题使主线程被阻塞 ，导致ANR。
4.如果iowait 占用率过高，很可能是系统等待I/O耗时操作，导致ANR。
这里我们明显看到CPU使用情况在各项指标中都表现正常，那么我们怀疑是第三条，也就是一些耗时操作或者锁的问题使主线程被阻塞 ，既然怀疑是主线程阻塞，那么我们往下看，找到主线程的相关日志。
"main" prio=5 tid=1 Native
| group="main" sCount=1 dsCount=0 flags=1 obj=0x75429ee0 self=0xaea49000
| sysTid=4078 nice=0 cgrp=default sched=0/0 handle=0xb2d34494
| state=S schedstat=( 168928298 466851782 531 ) utm=6 stm=10 core=0 HZ=100
| stack=0xbb365000-0xbb367000 stackSize=8MB
| held mutexes=
native: #00 pc 00019d58 /system/lib/libc.so (syscall+32)
native: #01 pc 0001d215 /system/lib/libc.so (__futex_wait_ex(void volatile*, bool, int, bool, timespec const*)+88)
native: #02 pc 000633b1 /system/lib/libc.so (pthread_cond_timedwait+84)
native: #03 pc 0004a005 /system/lib/libc++.so (_ZNSt3__118condition_variable15__do_timed_waitERNS_11unique_lockINS_5mutexEEENS_6chrono10time_pointINS5_12system_clockENS5_8durationIxNS_5ratioILx1ELx1000000000EEEEEEE+124)
native: #04 pc 0001ebf1 /system/lib/libhidltransport.so (android::hardware::details::Waiter::wait()+224)
native: #05 pc 0001f31f /system/lib/libhidltransport.so (android::hardware::details::getRawServiceInternal(std::__1::basic_string, std::__1::allocator> const&, std::__1::basic_string, std::__1::allocator> const&, bool, bool)+826)
native: #06 pc 000b07c5 /system/lib/libandroid_runtime.so (JHwBinder_native_getService(_JNIEnv*, _jclass*, _jstring*, _jstring*, unsigned char)+168)
at android.os.HwBinder.getService(Native method)
at android.hardware.radio.V1_0.IRadio.getService(IRadio.java:40)
at com.android.internal.telephony.RIL.getRadioProxy(RIL.java:369)
at com.android.internal.telephony.RIL.getHardwareConfig(RIL.java:3367)
at com.android.internal.telephony.TelephonyDevController.registerRIL(TelephonyDevController.java:112)
at com.android.internal.telephony.RIL.(RIL.java:484)
at com.android.internal.telephony.PhoneFactory.makeDefaultPhone(PhoneFactory.java:172)
- locked <0x051877b9> (a java.lang.Object)
at com.android.internal.telephony.PhoneFactory.makeDefaultPhones(PhoneFactory.java:99)
at com.android.phone.PhoneGlobals.onCreate(PhoneGlobals.java:286)
at com.android.phone.PhoneApp.onCreate(PhoneApp.java:41)
at android.app.Instrumentation.callApplicationOnCreate(Instrumentation.java:1154)
at android.app.ActivityThread.handleBindApplication(ActivityThread.java:5871)
at android.app.ActivityThread.access$1100(ActivityThread.java:199)
at android.app.ActivityThread$H.handleMessage(ActivityThread.java:1650)
at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:106)
at android.os.Looper.loop(Looper.java:193)
at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:6669)
at java.lang.reflect.Method.invoke(Native method)
at com.android.internal.os.RuntimeInit$MethodAndArgsCaller.run(RuntimeInit.java:493)
at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:858) "main" 这个标志就代表主线程的相关日志，我们看到在 PhoneFactory 类中 makeDefaultPhone方法是有Object对象锁的。不急，我们找到日志中显示的几个类看看，
PhoneApp类 onCreate 时会调用 PhoneGlobals的 onCreate
public class PhoneApp extends Application {
PhoneGlobals mPhoneGlobals;
TelephonyGlobals mTelephonyGlobals;
public PhoneApp() {
}
@Override
public void onCreate() {
if (UserHandle.myUserId() == 0) {
// We are running as the primary user, so should bring up the
// global phone state.
mPhoneGlobals = new PhoneGlobals(this);
mPhoneGlobals.onCreate();
mTelephonyGlobals = new TelephonyGlobals(this);
mTelephonyGlobals.onCreate();
}
}
}
PhoneGlobals类 onCreate时会调用 PhoneFactory类的 makeDefaultPhones
public void onCreate() {
if (VDBG) Log.v(LOG_TAG, "onCreate()...");
ContentResolver resolver = getContentResolver();
// Cache the "voice capable" flag.
// This flag currently comes from a resource (which is
// overrideable on a per-product basis):
sVoiceCapable =
getResources().getBoolean(com.android.internal.R.bool.config_voice_capable);
// ...but this might eventually become a PackageManager "system
// feature" instead, in which case we'd do something like:
// sVoiceCapable =
// getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_TELEPHONY_VOICE_CALLS);
if (mCM == null) {
// Initialize the telephony framework
PhoneFactory.makeDefaultPhones(this);
// Start TelephonyDebugService After the default phone is created.
Intent intent = new Intent(this, TelephonyDebugService.class);
startService(intent);
mCM = CallManager.getInstance();
for (Phone phone : PhoneFactory.getPhones()) {
mCM.registerPhone(phone);
}而PhoneFactory类的 makeDefaultPhones方法是有对象锁的
那么问题迎刃而解，就是由于开机启动的时候，PhoneApp类调用PhoneFactory类的makeDefaultPhones 方法，而makeDefaultPhones还是被对象锁住的状态，导致主线程阻塞，进而导致VvmSimStateTracker类没有在规定时间内处理完开机广播，发生ANR。那么我们试试解决这个问题，把PhoneAPP初始化操作放在一个子线程中去进行。
@Override
public void onCreate() {
if (UserHandle.myUserId() == 0) {
// We are running as the primary user, so should bring up the
// global phone state.
/* mPhoneGlobals = new PhoneGlobals(this);
mPhoneGlobals.onCreate();
mTelephonyGlobals = new TelephonyGlobals(this);
mTelephonyGlobals.onCreate(); */
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
mPhoneGlobals = new PhoneGlobals(PhoneApp.this);
mPhoneGlobals.onCreate();
mTelephonyGlobals = new TelephonyGlobals(PhoneApp.this);
mTelephonyGlobals.onCreate();
Looper.loop();
}
}).start();
}
}编译下，试试效果
开机5秒内时钟部件正常显示了时间，没有ANR错误报出，问题解决。（这里篇幅过大就不做动图了，后面的博客我尽量把动态图加进去，使大家阅读体验更加好）
至此，我的第一篇博客就结束了，后续会给大家分享一些APK开发或者系统Framework层的一些问题，而且也会把代码或者项目开源，放在GitHub上与大家一起分享，共同进步，希望我的文章对你们有所帮助。