一、概述

解决ANR始终是Android 开发者须要把握的重要技巧，个别从三个方面着手。

开发阶段：通过工具查看各个办法的耗时，卡顿状况，发现一处批改一处。

线上阶段：这个阶段次要依附监控工具发现ANR并上报，比方matrix。

分析阶段：如果线上用户产生ANR，并且你获取了一份日志，这就波及了本文要分享的内容——ANR日志剖析技巧。

二、ANR产生机制

网上艰深的一段面试答题

ANR——利用无响应，Activity是5秒，BroadCastReceiver是10秒，Service是20秒。

这句话说的很抽象，要想深入分析定位ANR，须要晓得更多知识点，一般来说，ANR按产生机制，分为4类：

2.1 输出事件超时(5s)

InputEvent Timeout

<code class="java">a.InputDispatcher发送key事件给 对应的过程的 Focused Window ，对应的window不存在、处于暂停态、或通道(input channel)占满、通道未注册、通道异样、或5s内没有解决完一个事件，就会产生ANR
​
b.InputDispatcher发送MotionEvent事件有个例外之处：当对应Touched Window的 input waitQueue中有超过0.5s的事件，inputDispatcher会暂停该事件，并期待5s，如果仍旧没有收到window的‘finish’事件，则触发ANR
​
c.下一个事件达到，发现有一个超时事件才会触发ANR

2.2 播送类型超时（前台15s，后盾60s）

BroadcastReceiver Timeout

<code class="java">a.动态注册的播送和有序播送会ANR，动静注册的非有序播送并不会ANR
​
b.播送发送时，会判断该过程是否存在，不存在则创立，创立过程的耗时也算在超时工夫里
​
c.只有当过程存在前台显示的Activity才会弹出ANR对话框，否则会间接杀掉以后过程
​
d.当onReceive执行超过阈值（前台15s，后盾60s），将产生ANR
​
e.如何发送前台播送：Intent.addFlags(Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND)

2.3 服务超时（前台20s，后盾200s）

Service Timeout

<code class="java">a.Service的以下办法都会触发ANR：onCreate(),onStartCommand(), onStart(), onBind(), onRebind(), onTaskRemoved(), onUnbind(),
onDestroy().
​
b.前台Service超时工夫为20s，后盾Service超时工夫为200s
​
c.如何辨别前台、后盾执行————以后APP处于用户态，此时执行的Service则为前台执行。
​
d.用户态：有前台activity、有前台播送在执行、有foreground service执行

2.4 ContentProvider 类型

<code class="java">a.ContentProvider创立公布超时并不会ANR
​
b.应用ContentProviderclient来拜访ContentProverder能够自主抉择触发ANR，超时工夫本人定
client.setDetectNotResponding(PROVIDER_ANR_TIMEOUT);

ps：Activity生命周期超时会不会ANR？——经测试并不会。

<code class="java">override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
       Thread.sleep(60000)
       super.onCreate(savedInstanceState)
       setContentView(R.layout.activity_main)
   }

三、导致ANR的起因

很多开发者认为，那就是耗时操作导致ANR，全副是app应用层的问题。实际上，线上环境大部分ANR由零碎起因导致。

3.1 应用层导致ANR（耗时操作）

<code class="java">a. 函数阻塞：如死循环、主线程IO、解决大数据
​
b. 锁出错：主线程期待子线程的锁
​
c. 内存缓和：零碎调配给一个利用的内存是有下限的，长期处于内存缓和，会导致频繁内存替换，进而导致利用的一些操作超时

3.2 零碎导致ANR

<code class="java">a. CPU被抢占：一般来说，前台在玩游戏，可能会导致你的后盾播送被抢占CPU
​
b. 零碎服务无奈及时响应：比方获取零碎联系人等，零碎的服务都是Binder机制，服务能力也是无限的，有可能零碎服务长时间不响应导致ANR
​
c. 其余利用占用的大量内存

四、剖析日志

产生ANR的时候，零碎会产生一份anr日志文件（手机的/data/anr 目录下，文件名称可能各厂商不一样，业内大多称说为trace文件），内含如下几项重要信息。

4.1 CPU 负载

<code class="java">Load: 2.62 / 2.55 / 2.25
CPU usage from 0ms to 1987ms later (2020-03-10 08:31:55.169 to 2020-03-10 08:32:17.156):
  41% 2080/system_server: 28% user + 12% kernel / faults: 76445 minor 180 major
  26% 9378/com.xiaomi.store: 20% user + 6.8% kernel / faults: 68408 minor 68 major
........省略N行.....
66% TOTAL: 20% user + 15% kernel + 28% iowait + 0.7% irq + 0.7% softirq

如上所示：

• 第一行：1、5、15 分钟内正在应用和期待应用CPU 的流动过程的平均数
• 第二行：表明负载信息抓取在ANR产生之后的0~1987ms。同时也指明了ANR的工夫点：2020-03-10 08:31:55.169
• 两头局部：各个过程占用的CPU的详细情况
• 最初一行：各个过程共计占用的CPU信息。

名词解释：

<code class="java">a. user:用户态,kernel:内核态
​
b. faults:内存缺页，minor——轻微的，major——重度，须要从磁盘拿数据
​
c. iowait:IO应用（期待）占比
​
d. irq:硬中断，softirq:软中断

留神：

• iowait占比很高，意味着有很大可能，是io耗时导致ANR，具体进一步查看有没有过程faults major比拟多。
• 单过程CPU的负载并不是以100%为下限，而是有几个核，就有百分之几百，如4核下限为400%。

4.2 内存信息

<code class="java">Total number of allocations 476778　　过程创立到当初一共创立了多少对象
​
Total bytes allocated 52MB　过程创立到当初一共申请了多少内存
​
Total bytes freed 52MB　　　过程创立到当初一共开释了多少内存
​
Free memory 777KB　　　 不扩大堆的状况下可用的内存
​
Free memory until GC 777KB　　GC前的可用内存
​
Free memory until OOME 383MB　　OOM之前的可用内存
​
Total memory 以后总内存（已用+可用）
​
Max memory 384MB  过程最多能申请的内存

从含意能够得出结论：Free memory until OOME 的值很小的时候，曾经处于内存紧张状态。利用可能是占用了过多内存。

另外，除了trace文件中有内存信息，一般的eventlog日志中，也有内存信息（不肯定打印）

<code class="java">04-02 22:00:08.195  1531  1544 I am_meminfo: [350937088,41086976,492830720,427937792,291887104]

以上四个值别离指的是：

• Cached
• Free,
• Zram,
• Kernel,Native

Cached+Free的内存代表着以后整个手机的可用内存，如果值很小，意味着处于内存紧张状态。个别低内存的断定阈值为：4G 内存手机以下阀值：350MB，以上阀值则为：450MB

ps:如果ANR工夫点前后，日志里有打印onTrimMemory，也能够作为内存缓和的一个参考判断

4.3 堆栈音讯

堆栈信息是最重要的一个信息，展现了ANR产生的过程以后所有线程的状态。

<code class="java">suspend all histogram:  Sum: 2.834s 99% C.I. 5.738us-7145.919us Avg: 607.155us Max: 41543us
DALVIK THREADS (248):
"main" prio=5 tid=1 Native
  | group="main" sCount=1 dsCount=0 flags=1 obj=0x74b17080 self=0x7bb7a14c00
  | sysTid=2080 nice=-2 cgrp=default sched=0/0 handle=0x7c3e82b548
  | state=S schedstat=( 757205342094 583547320723 2145008 ) utm=52002 stm=23718 core=5 HZ=100
  | stack=0x7fdc995000-0x7fdc997000 stackSize=8MB
  | held mutexes=
  kernel: __switch_to+0xb0/0xbc
  kernel: SyS_epoll_wait+0x288/0x364
  kernel: SyS_epoll_pwait+0xb0/0x124
  kernel: cpu_switch_to+0x38c/0x2258
  native: #00 pc 000000000007cd8c  /system/lib64/libc.so (__epoll_pwait+8)
  native: #01 pc 0000000000014d48  /system/lib64/libutils.so (android::Looper::pollInner(int)+148)
  native: #02 pc 0000000000014c18  /system/lib64/libutils.so (android::Looper::pollOnce(int, int*, int*, void**)+60)
  native: #03 pc 0000000000127474  /system/lib64/libandroid_runtime.so (android::android_os_MessageQueue_nativePollOnce(_JNIEnv*, _jobject*, long, int)+44)
  at android.os.MessageQueue.nativePollOnce(Native method)
  at android.os.MessageQueue.next(MessageQueue.java:330)
  at android.os.Looper.loop(Looper.java:169)
  at com.android.server.SystemServer.run(SystemServer.java:508)
  at com.android.server.SystemServer.main(SystemServer.java:340)
  at java.lang.reflect.Method.invoke(Native method)
  at com.android.internal.os.RuntimeInit$MethodAndArgsCaller.run(RuntimeInit.java:536)
  at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:856)
   
  ........省略N行.....
   
  "OkHttp ConnectionPool" daemon prio=5 tid=251 TimedWaiting
  | group="main" sCount=1 dsCount=0 flags=1 obj=0x13daea90 self=0x7bad32b400
  | sysTid=29998 nice=0 cgrp=default sched=0/0 handle=0x7b7d2614f0
  | state=S schedstat=( 951407 137448 11 ) utm=0 stm=0 core=3 HZ=100
  | stack=0x7b7d15e000-0x7b7d160000 stackSize=1041KB
  | held mutexes=
  at java.lang.Object.wait(Native method)
  - waiting on <0x05e5732e> (a com.android.okhttp.ConnectionPool)
  at com.android.okhttp.ConnectionPool$1.run(ConnectionPool.java:103)
  - locked <0x05e5732e> (a com.android.okhttp.ConnectionPool)
  at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1167)
  at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:641)
  at java.lang.Thread.run(Thread.java:764)

如上日志所示，本文截图了两个线程信息，一个是主线程main，它的状态是native。

另一个是OkHttp ConnectionPool，它的状态是TimeWaiting。家喻户晓，教科书上说线程状态有5种：新建、就绪、执行、阻塞、死亡。而Java中的线程状态有6种，6种状态都定义在：java.lang.Thread.State中

问题来了，上述main线程的native是什么状态，哪来的？其实trace文件中的状态是是CPP代码中定义的状态，上面是一张对应关系表。

由此可知，main函数的native状态是正在执行JNI函数。堆栈信息是咱们剖析ANR的第一个重要的信息，一般来说：

main线程处于 BLOCK、WAITING、TIMEWAITING状态，那基本上是函数阻塞导致ANR；

如果main线程无异样，则应该排查CPU负载和内存环境。

五、典型案例剖析

5.1 主线程无卡顿，处于失常状态堆栈

<code class="java">"main" prio=5 tid=1 Native
  | group="main" sCount=1 dsCount=0 flags=1 obj=0x74b38080 self=0x7ad9014c00
  | sysTid=23081 nice=0 cgrp=default sched=0/0 handle=0x7b5fdc5548
  | state=S schedstat=( 284838633 166738594 505 ) utm=21 stm=7 core=1 HZ=100
  | stack=0x7fc95da000-0x7fc95dc000 stackSize=8MB
  | held mutexes=
  kernel: __switch_to+0xb0/0xbc
  kernel: SyS_epoll_wait+0x288/0x364
  kernel: SyS_epoll_pwait+0xb0/0x124
  kernel: cpu_switch_to+0x38c/0x2258
  native: #00 pc 000000000007cd8c  /system/lib64/libc.so (__epoll_pwait+8)
  native: #01 pc 0000000000014d48  /system/lib64/libutils.so (android::Looper::pollInner(int)+148)
  native: #02 pc 0000000000014c18  /system/lib64/libutils.so (android::Looper::pollOnce(int, int*, int*, void**)+60)
  native: #03 pc 00000000001275f4  /system/lib64/libandroid_runtime.so (android::android_os_MessageQueue_nativePollOnce(_JNIEnv*, _jobject*, long, int)+44)
  at android.os.MessageQueue.nativePollOnce(Native method)
  at android.os.MessageQueue.next(MessageQueue.java:330)
  at android.os.Looper.loop(Looper.java:169)
  at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:7073)
  at java.lang.reflect.Method.invoke(Native method)
  at com.android.internal.os.RuntimeInit$MethodAndArgsCaller.run(RuntimeInit.java:536)
  at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:876)

上述主线程堆栈就是一个很失常的闲暇堆栈，表明主线程正在期待新的音讯。

如果ANR日志里主线程是这样一个状态，那可能有两个起因：

该ANR是CPU抢占或内存缓和等其余因素引起

这份ANR日志抓取的时候，主线程曾经恢复正常

遇到这种闲暇堆栈，能够依照第3节的办法去剖析CPU、内存的状况。其次能够关注抓取日志的工夫和ANR产生的工夫是否相隔过久，工夫过久这个堆栈就没有剖析意义了。

5.2 主线程执行耗时操作

<code class="java">"main" prio=5 tid=1 Runnable
  | group="main" sCount=0 dsCount=0 flags=0 obj=0x72deb848 self=0x7748c10800
  | sysTid=8968 nice=-10 cgrp=default sched=0/0 handle=0x77cfa75ed0
  | state=R schedstat=( 24783612979 48520902 756 ) utm=2473 stm=5 core=5 HZ=100
  | stack=0x7fce68b000-0x7fce68d000 stackSize=8192KB
  | held mutexes= "mutator lock"(shared held)
  at com.example.test.MainActivity$onCreate$2.onClick(MainActivity.kt:20)——要害行！！！
  at android.view.View.performClick(View.java:7187)
  at android.view.View.performClickInternal(View.java:7164)
  at android.view.View.access$3500(View.java:813)
  at android.view.View$PerformClick.run(View.java:27640)
  at android.os.Handler.handleCallback(Handler.java:883)
  at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:100)
  at android.os.Looper.loop(Looper.java:230)
  at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:7725)
  at java.lang.reflect.Method.invoke(Native method)
  at com.android.internal.os.RuntimeInit$MethodAndArgsCaller.run(RuntimeInit.java:526)
  at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:1034)

上述日志表明，主线程正处于执行状态，看堆栈信息可知不是处于闲暇状态，产生ANR是因为一处click监听函数里执行了耗时操作。

5.3 主线程被锁阻塞

<code class="java">"main" prio=5 tid=1 Blocked
  | group="main" sCount=1 dsCount=0 flags=1 obj=0x72deb848 self=0x7748c10800
  | sysTid=22838 nice=-10 cgrp=default sched=0/0 handle=0x77cfa75ed0
  | state=S schedstat=( 390366023 28399376 279 ) utm=34 stm=5 core=1 HZ=100
  | stack=0x7fce68b000-0x7fce68d000 stackSize=8192KB
  | held mutexes=
  at com.example.test.MainActivity$onCreate$1.onClick(MainActivity.kt:15)
  - waiting to lock <0x01aed1da> (a java.lang.Object) held by thread 3 ——————要害行！！！
  at android.view.View.performClick(View.java:7187)
  at android.view.View.performClickInternal(View.java:7164)
  at android.view.View.access$3500(View.java:813)
  at android.view.View$PerformClick.run(View.java:27640)
  at android.os.Handler.handleCallback(Handler.java:883)
  at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:100)
  at android.os.Looper.loop(Looper.java:230)
  at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:7725)
  at java.lang.reflect.Method.invoke(Native method)
  at com.android.internal.os.RuntimeInit$MethodAndArgsCaller.run(RuntimeInit.java:526)
  at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:1034)
   
  ........省略N行.....
   
  "WQW TEST" prio=5 tid=3 TimeWating
  | group="main" sCount=1 dsCount=0 flags=1 obj=0x12c44230 self=0x772f0ec000
  | sysTid=22938 nice=0 cgrp=default sched=0/0 handle=0x77391fbd50
  | state=S schedstat=( 274896 0 1 ) utm=0 stm=0 core=1 HZ=100
  | stack=0x77390f9000-0x77390fb000 stackSize=1039KB
  | held mutexes=
  at java.lang.Thread.sleep(Native method)
  - sleeping on <0x043831a6> (a java.lang.Object)
  at java.lang.Thread.sleep(Thread.java:440)
  - locked <0x043831a6> (a java.lang.Object)
  at java.lang.Thread.sleep(Thread.java:356)
  at com.example.test.MainActivity$onCreate$2$thread$1.run(MainActivity.kt:22)
  - locked <0x01aed1da> (a java.lang.Object)————————————————————要害行！！！
  at java.lang.Thread.run(Thread.java:919)

这是一个典型的主线程被锁阻塞的例子；

<code class="java">waiting to lock <0x01aed1da> (a java.lang.Object) held by thread 3

其中期待的锁是<0x01aed1da>，这个锁的持有者是线程 3。进一步搜寻 “tid=3” 找到线程3， 发现它正在TimeWating。

那么ANR的起因找到了：线程3持有了一把锁，并且本身长时间不开释，主线程期待这把锁产生超时。在线上环境中，常见因锁而ANR的场景是SharePreference写入。

5.4 CPU被抢占

<code class="java">CPU usage from 0ms to 10625ms later (2020-03-09 14:38:31.633 to 2020-03-09 14:38:42.257):
  543% 2045/com.alibaba.android.rimet: 54% user + 89% kernel / faults: 4608 minor 1 major ————要害行！！！
  99% 674/[email protected]: 81% user + 18% kernel / faults: 403 minor
  24% 32589/com.wang.test: 22% user + 1.4% kernel / faults: 7432 minor 1 major
  ........省略N行.....

如上日志，第二行是钉钉的过程，占据CPU高达543%，抢占了大部分CPU资源，因此导致产生ANR。

5.5 内存缓和导致ANR

如果有一份日志，CPU和堆栈都很失常（不贴出来了），仍旧产生ANR，思考是内存缓和。

从CPU第一行信息能够发现，ANR的工夫点是2020-10-31 22:38:58.468—CPU usage from 0ms to 21752ms later (2020-10-31 22:38:58.468 to 2020-10-31 22:39:20.220)

接着去系统日志里搜寻am_meminfo， 这个没有搜寻到。再次搜寻onTrimMemory，果然发现了很多条记录；

<code class="java">10-31 22:37:19.749 20733 20733 E Runtime : onTrimMemory level:80,pid:com.xxx.xxx:Launcher0
10-31 22:37:33.458 20733 20733 E Runtime : onTrimMemory level:80,pid:com.xxx.xxx:Launcher0
10-31 22:38:00.153 20733 20733 E Runtime : onTrimMemory level:80,pid:com.xxx.xxx:Launcher0
10-31 22:38:58.731 20733 20733 E Runtime : onTrimMemory level:80,pid:com.xxx.xxx:Launcher0
10-31 22:39:02.816 20733 20733 E Runtime : onTrimMemory level:80,pid:com.xxx.xxx:Launcher0

能够看出，在产生ANR的工夫点前后，内存都处于紧张状态，level等级是80，查看Android API 文档；

<code class="java">   /**
    * Level for {@link #onTrimMemory(int)}: the process is nearing the end
    * of the background LRU list, and if more memory isn't found soon it will
    * be killed.
    */
   static final int TRIM_MEMORY_COMPLETE = 80;

可知80这个等级是很重大的，利用马上就要被杀死，被杀死的这个利用从名字能够看进去是桌面，连桌面都快要被杀死，那一般利用能好到哪里去呢？

一般来说，产生内存缓和，会导致多个利用产生ANR，所以在日志中如果发现有多个利用一起ANR了，能够初步断定，此ANR与你的利用无关。

5.6 零碎服务超时导致ANR

零碎服务超时个别会蕴含BinderProxy.transactNative关键字，请看如下日志：

<code class="java">"main" prio=5 tid=1 Native
  | group="main" sCount=1 dsCount=0 flags=1 obj=0x727851e8 self=0x78d7060e00
  | sysTid=4894 nice=0 cgrp=default sched=0/0 handle=0x795cc1e9a8
  | state=S schedstat=( 8292806752 1621087524 7167 ) utm=707 stm=122 core=5 HZ=100
  | stack=0x7febb64000-0x7febb66000 stackSize=8MB
  | held mutexes=
  kernel: __switch_to+0x90/0xc4
  kernel: binder_thread_read+0xbd8/0x144c
  kernel: binder_ioctl_write_read.constprop.58+0x20c/0x348
  kernel: binder_ioctl+0x5d4/0x88c
  kernel: do_vfs_ioctl+0xb8/0xb1c
  kernel: SyS_ioctl+0x84/0x98
  kernel: cpu_switch_to+0x34c/0x22c0
  native: #00 pc 000000000007a2ac  /system/lib64/libc.so (__ioctl+4)
  native: #01 pc 00000000000276ec  /system/lib64/libc.so (ioctl+132)
  native: #02 pc 00000000000557d4  /system/lib64/libbinder.so (android::IPCThreadState::talkWithDriver(bool)+252)
  native: #03 pc 0000000000056494  /system/lib64/libbinder.so (android::IPCThreadState::waitForResponse(android::Parcel*, int*)+60)
  native: #04 pc 00000000000562d0  /system/lib64/libbinder.so (android::IPCThreadState::transact(int, unsigned int, android::Parcel const&, android::Parcel*, unsigned int)+216)
  native: #05 pc 000000000004ce1c  /system/lib64/libbinder.so (android::BpBinder::transact(unsigned int, android::Parcel const&, android::Parcel*, unsigned int)+72)
  native: #06 pc 00000000001281c8  /system/lib64/libandroid_runtime.so (???)
  native: #07 pc 0000000000947ed4  /system/framework/arm64/boot-framework.oat (Java_android_os_BinderProxy_transactNative__ILandroid_os_Parcel_2Landroid_os_Parcel_2I+196)
  at android.os.BinderProxy.transactNative(Native method) ————————————————要害行！！！
  at android.os.BinderProxy.transact(Binder.java:804)
  at android.net.IConnectivityManager$Stub$Proxy.getActiveNetworkInfo(IConnectivityManager.java:1204)—要害行！
  at android.net.ConnectivityManager.getActiveNetworkInfo(ConnectivityManager.java:800)
  at com.xiaomi.NetworkUtils.getNetworkInfo(NetworkUtils.java:2)
  at com.xiaomi.frameworkbase.utils.NetworkUtils.getNetWorkType(NetworkUtils.java:1)
  at com.xiaomi.frameworkbase.utils.NetworkUtils.isWifiConnected(NetworkUtils.java:1)

从堆栈能够看出获取网络信息产生了ANR：getActiveNetworkInfo。

前文有讲过：零碎的服务都是Binder机制（16个线程），服务能力也是无限的，有可能零碎服务长时间不响应导致ANR。如果其余利用占用了所有Binder线程，那么以后利用只能期待。

可进一步搜寻：blockUntilThreadAvailable关键字：

<code class="java">at android.os.Binder.blockUntilThreadAvailable(Native method)

如果有发现某个线程的堆栈，蕴含此字样，可进一步看其堆栈，确定是调用了什么零碎服务。此类ANR也是属于零碎环境的问题，如果某类型机器上频繁产生此问题，应用层能够思考躲避策略。

六、结语

本文总结的技巧来自笔者工作中的大量ANR日志剖析教训，如有错漏请留言指出，交换促使提高！

作者：vivo互联网客户端团队—Wang Qinwei

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