Android ANR检测

什么是ANR？

ANR(Application Not Responding),即应用程序无响应，它会严重影响用户体验。

ANR触发条件

ANR本质是一个性能问题，即主线程中的耗时操作造成主线程堵塞，导致应用失去响应能力。
用户触摸操作InputEvent：5s内无响应触发ANR提示；
广播Broadcast：前台广播10s和后台广播60s会触发ANR；
服务Service:前台进程Service20s和后台进程Service200s会触发ANR；
而Service和Broadcast只会打印trace信息，不会提示用户ANR弹窗，大部分可感知的ANR都是由于InputEvent引起的。

Android中ANR的监控机制

Android应用程序是通过消息来驱动的，Android某种意义上也可以说成是一个以消息驱动的系统，UI、事件和生命周期都和消息处理机制息息相关。Android的ANR监测方案也是一样，大部分就是利用了Android的消息机制。

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InputEvent的ANR与上图有些不同，是在Native监控，但同样会堵塞主线程的消息队列。

Android中ANR的检测方案

一般来说有四种，分别为BlockCanay、ANR-WatchDog、SafeLooper和FileObserver。

1.BlockCanary

BlockCanary一种非侵入式的轻量性能监控组件，原理巧妙的利用了Android原生Looper.loop中的一个log打印逻辑

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这个log打印逻辑正是在Message消息分发前后，监控这两个逻辑之间的时间差就可以得到当前主线程的卡顿状态，如果超时则获取trace信息并上报，具体实现：

这个方案的优缺点如下：

优点：灵活配置的可监控常见APP应用性能也可以作为一部分场景的ANR检测，并且可以准确定位ANR和耗时调用栈。
缺点
1.Google已经明确标注了这个logger对象是可以被更改的，可能会导致logger为null导致BlockCanary失效；
2.如果dispatchMessage执行的非常久是无法触发BlockCanary的逻辑的；
3.Google在Looper中还有一个标注，那就是queue.next()是可能block的，但是BlockCanary同样无妨适用的；因为inputEvent在queue.next中block，不会继续执行dispatchMessage，而是从native回调给；InputEventReceiver.dispatchInputEvent处理分发，所以BlockCanary也就无法监控到这类ANR；
4.无法监控CPU资源紧张造成的系统卡顿，无法响应的ANR；

ANR-WatchDog

它的思路是开辟一个单独现场向主线程发送一个变量+1操作，自我休眠自定义ANR的阈值，休眠过后判断变量是否+1完成，如果未完成则警告。

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优点
1.兼容性好，各个机型版本通用；
2.无需修改App逻辑代码，非侵入式；
3.逻辑简单，性能影响不大
缺点
无法保证能捕捉所有ANR，对阈值的设置直接影响捕获概率，如图所示：

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如果对线程的堵塞大于10s则设置监控阈值5s能捕捉所有ANR，堵塞时间在5s~10s，则可能出现无法捕捉场景

SafeLooper

它主要是通过反射接管主线程Looper的功能，可以自由定制，但是进行message管理会有很大的性能损耗。

FileObserver

Android手机发生ANR后，会把信息存储在/data/anr/traces.txt文件，我们只需要监听这个文件的变化就可以知道是否发生了ANR。

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优点：
1.基于原生接口调用，时机和内容准确；
2.无性能问题实现简单；
缺点：
它最大的问题是兼容性问题，5.0之后无法监听了。