android am_pss 分析

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小鱼儿 2024-09-13 23:02:04

文章标签 android am_pss 分析 android 路径名 java 字符串 文章分类 Android 移动开发

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一、ANR

1 ANR简介

2 ANR原因

3 分析ANR的重点

3.1 cpu占用率方面：

3.2 内存方面

4 ANR日志分析

5 版本声明

二、File类

一、ANR

1 ANR简介

ANR全称：Application Not Responding，也就是应用程序无响应。

ANR原因
Android系统中，ActivityManagerService(简称AMS)和WindowManagerService(简称WMS)会检测App的响应时间，如果App在特定时间无法相应屏幕触摸或键盘输入时间，或者特定事件没有处理完毕，就会出现ANR。

首先，Android系统对于一些事件需要在一定的时间范围内完成，如果超过预定时间能未能得到有效响应或者响应时间过长，都会造成ANR。ANR由消息处理机制保证，Android在系统层实现了一套精密的机制来发现ANR，核心原理是消息调度和超时处理。

其次，ANR机制主体实现在系统层。所有与ANR相关的消息，都会经过系统进程(system_server)调度，然后派发到应用进程完成对消息的实际处理，同时，系统进程设计了不同的超时限制来跟踪消息的处理。一旦应用程序处理消息不当，超时限制就起作用了，它收集一些系统状态，譬如CPU/IO使用情况、进程函数调用栈，并且报告用户有进程无响应了(ANR对话框)。

然后，ANR问题本质是一个性能问题。ANR机制实际上对应用程序主线程的限制，要求主线程在限定的时间内处理完一些最常见的操作(启动服务、处理广播、处理输入)，如果处理超时，则认为主线程已经失去了响应其他操作的能力。主线程中的耗时操作，譬如密集CPU运算、大量IO、复杂界面布局等，都会降低应用程序的响应能力。

ANR出现场景
发生ANR时会调用AppNotRespondingDialog.show()方法弹出对话框提示用户，该对话框的依次调用关系如下图所示：

AppErrors.appNotResponding()，该方法是最终弹出ANR对话框的唯一入口，调用该方法的场景才会有ANR提示，也可以认为在主线程中执行无论再耗时的任务，只要最终不调用该方法，都不会有ANR提示，也不会有ANR相关日志及报告；通过调用关系可以看出哪些场景会导致ANR，有以下四种场景：

InputDispatching Timeout：5秒内无法响应屏幕触摸事件或键盘输入事件。
BroadcastQueue Timeout ：在执行前台广播（BroadcastReceiver）的onReceive()函数时10秒没有处理完成，后台为60秒。
Service Timeout ：前台服务20秒内，后台服务在200秒内没有执行完毕。
ContentProvider Timeout ：ContentProvider的publish在10s内没进行完。

2 ANR原因

主线程慢代码
主线程IO
锁竞争
死锁

如何避免ANR
1.UI线程尽量只做跟UI相关的工作;
2.耗时的工作（比如数据库操作，I/O，连接网络或者别的有可能阻碍UI线程的操作）把它放入单独的线程处理;
3.尽量用Handler来处理UI thread和别的thread之间的交互;
4.实在绕不开主线程，可以尝试通过Handler延迟加载;
5.广播中如果有耗时操作，建议放在IntentService中去执行，或者通过goAsync() + HandlerThread分发执行。

3 分析ANR的重点

3.1 cpu占用率方面：

可以通过分析各进程的CPU时间占用率，来判断是否为某些进程长期占用CPU导致该进程无法获取到足够的CPU处理时间，而导致ANR重点关注下CPU的负载，各个进程总的CPU时间占用率，用户CPU时间占用率，核心态CPU时间占用率，以及iowait CPU时间占用率。

3.2 内存方面

主要看当前应用native和dalvik层内存使用情况，结合系统给每个应用分配的最大内存来分析。

4 ANR日志分析

当app出现ANR时会在data/anr/目录下生成traces.txt日志文件。每次发生ANR时都会删除旧的traces文件，重新创建新文件。也就是说Android只保留最后一次发生ANR时的信息。

首先，我们可以使用adb命令导出traces文件：

adb pull /data/anr/traces.txt d:\

友情提示：traces.txt默认会被导出到Android SDK的\platform-tools目录。

开发中最方便的是在log里面就可以看到ANR的相关信息，以下面的日志为例，我们可以从Android studio logcat很明显的看出ANR发生的原因，用户的输入超时了，问题线程的PID:879。

同时我们还可以通俗易懂的看出来 CPU平均负载，CPU的使用情况：

4.67 ,3.32 ,1.49 分别表示发生`ANR` 前一分钟，五分钟，十五分钟 `CPU`的平均负载 Load: 4.67 / 3.32 / 1.49 CPU usage from 6021ms to 79ms ago。

接下来还是回到进一步分析traces.txt文件上来，看文件里面的内容：

----- pid 879 at 2019-01-02 08:05:04 -----
Cmd line: com.sandiyu.lcd
 
JNI: CheckJNI is off; workarounds are off; pins=2; globals=273
 
DALVIK THREADS:
(mutexes: tll=0 tsl=0 tscl=0 ghl=0)
 
"main" prio=5 tid=1 WAIT
  | group="main" sCount=1 dsCount=0 obj=0x4159cd68 self=0x414d6510
  | sysTid=879 nice=0 sched=0/0 cgrp=apps handle=1074020692
  | state=S schedstat=( 0 0 0 ) utm=602 stm=168 core=1
  at java.lang.Object.wait(Native Method)
  - waiting on <0x4159ce38> (a java.lang.VMThread) held by tid=1 (main)
  at java.lang.Thread.parkFor(Thread.java:1205)
  at sun.misc.Unsafe.park(Unsafe.java:325)
  at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:157)
  at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.await(AbstractQueuedSynchronizer.java:2017)
  at java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue.put(LinkedBlockingQueue.java:318)
  at com.sandiyu.lcd.utils.DeviceCommandSender$CommandSendThread.send(DeviceCommandSender.java:156)
  at com.sandiyu.lcd.utils.DeviceCommandSender.displayNull(DeviceCommandSender.java:81)
  at com.sandiyu.lcd.DlpPrintActivity$PrintRunnable.clearImage(DlpPrintActivity.java:884)
  at com.sandiyu.lcd.DlpPrintActivity$PrintRunnable.access$1900(DlpPrintActivity.java:253)
  at com.sandiyu.lcd.DlpPrintActivity.onBackPressed(DlpPrintActivity.java:954)
  at android.app.Activity.onKeyUp(Activity.java:2193)
  
  ...

一般trace文件顶部的线程即为ANR的元凶，找到了犯罪线程我们就可以查看、分析一下犯罪现场。

line 1,2
----- pid 879 at 2019-01-02 08:05:04 -----
Cmd line: com.sandiyu.lcd
可以看到ANR 发生的进程id，时间，名称。

line 3,4,5
JNI: CheckJNI is off; workarounds are off; pins=2; globals=273

DALVIK THREADS:
(mutexes: tll=0 tsl=0 tscl=0 ghl=0)
可以看到线程的基本信息（tll：thread list lock，tsl：thread suspend lock，tscl：thread suspend count lock，ghl：gc heap lock）。

line "main"
"main" prio=5 tid=1 WAIT
这一行说明了线程名称，优先级，线程锁id和线程状态。可以看到本次ANR 线程为WAIT状态。

额外补充一下线程状态有如下几种：

java thread 状态   cpp thread状态   说明
TERMINATED   ZOMBIE   线程死亡，终止运行
RUNNABLE   RUNNING/RUNNABLE   线程可运行或正在运行
TIMED_WAITING   TIMED_WAIT   执行了带有超时参数的wait、sleep或join函数
BLOCKED   MONITOR   线程阻塞，等待获取对象锁
WAITING   WAIT   执行了无超时参数的wait函数
NEW   INITIALIZING   新建，正在初始化，为其分配资源
NEW   STARTING   新建，正在启动
RUNNABLE   NATIVE   正在执行JNI本地函数
WAITING   VMWAIT   正在等待VM资源
RUNNABLE   SUSPENDED   线程暂停，通常是由于GC或debug被暂停
    UNKNOWN   未知状态
接着往下面的信息看

at com.sandiyu.lcd.utils.DeviceCommandSender$CommandSendThread.send(DeviceCommandSender.java:156)
at com.sandiyu.lcd.utils.DeviceCommandSender.displayNull(DeviceCommandSender.java:81)
at com.sandiyu.lcd.DlpPrintActivity$PrintRunnable.clearImage(DlpPrintActivity.java:884)
at com.sandiyu.lcd.DlpPrintActivity$PrintRunnable.access$1900(DlpPrintActivity.java:253)
at com.sandiyu.lcd.DlpPrintActivity.onBackPressed(DlpPrintActivity.java:954)
在这里我们就找到了原因，CommandSendThread.send需要等待网络资源来更新UI，连接中断了，这时候点击onBackPressed长时间得不到相应，它就报了ANR了。

二、File类

Constructor and Description
`File(File parent, String` 从父抽象路径名和子路径名字符串创建新的 `File`实例。
`File(String` 通过将给定的路径名字符串转换为抽象路径名来创建新的 `File`实例。
`File(String parent, String` 从父路径名字符串和子路径名字符串创建新的 `File`实例。
`File(URI` 通过将给定的 file: URI转换为抽象路径名来创建新的 File实例。

`boolean`	`canExecute()` 测试应用程序是否可以执行此抽象路径名表示的文件。
`boolean`	`canRead()` 测试应用程序是否可以读取由此抽象路径名表示的文件。
`boolean`	`canWrite()` 测试应用程序是否可以修改由此抽象路径名表示的文件。
`int`	`compareTo(File` 比较两个抽象的路径名字典。
`boolean`	`createNewFile()` 当且仅当具有该名称的文件尚不存在时，原子地创建一个由该抽象路径名命名的新的空文件。
`static File`	`createTempFile(String prefix, String` 在默认临时文件目录中创建一个空文件，使用给定的前缀和后缀生成其名称。
`static File`	`createTempFile(String prefix, String suffix, File` 在指定的目录中创建一个新的空文件，使用给定的前缀和后缀字符串生成其名称。
`boolean`	`delete()` 删除由此抽象路径名表示的文件或目录。
`void`	`deleteOnExit()` 请求在虚拟机终止时删除由此抽象路径名表示的文件或目录。
`boolean`	`equals(Object` 测试此抽象路径名与给定对象的相等性。
`boolean`	`exists()` 测试此抽象路径名表示的文件或目录是否存在。
`File`	`getAbsoluteFile()` 返回此抽象路径名的绝对形式。
`String`	`getAbsolutePath()` 返回此抽象路径名的绝对路径名字符串。
`File`	`getCanonicalFile()` 返回此抽象路径名的规范形式。
`String`	`getCanonicalPath()` 返回此抽象路径名的规范路径名字符串。
`long`	`getFreeSpace()` 返回分区未分配的字节数 named此抽象路径名。
`String`	`getName()` 返回由此抽象路径名表示的文件或目录的名称。
`String`	`getParent()` 返回此抽象路径名的父 `null`的路径名字符串，如果此路径名未命名为父目录，则返回null。
`File`	`getParentFile()` 返回此抽象路径名的父，或抽象路径名 `null`如果此路径名没有指定父目录。
`String`	`getPath()` 将此抽象路径名转换为路径名字符串。
`long`	`getTotalSpace()` 通过此抽象路径名返回分区 named的大小。
`long`	`getUsableSpace()` 返回上的分区提供给该虚拟机的字节数 named此抽象路径名。
`int`	`hashCode()` 计算此抽象路径名的哈希码。
`boolean`	`isAbsolute()` 测试这个抽象路径名是否是绝对的。
`boolean`	`isDirectory()` 测试此抽象路径名表示的文件是否为目录。
`boolean`	`isFile()` 测试此抽象路径名表示的文件是否为普通文件。
`boolean`	`isHidden()` 测试此抽象路径名命名的文件是否为隐藏文件。
`long`	`lastModified()` 返回此抽象路径名表示的文件上次修改的时间。
`long`	`length()` 返回由此抽象路径名表示的文件的长度。
`String[]`	`list()` 返回一个字符串数组，命名由此抽象路径名表示的目录中的文件和目录。
`String[]`	`list(FilenameFilter` 返回一个字符串数组，命名由此抽象路径名表示的目录中满足指定过滤器的文件和目录。
`File[]`	`listFiles()` 返回一个抽象路径名数组，表示由该抽象路径名表示的目录中的文件。
`File[]`	`listFiles(FileFilter` 返回一个抽象路径名数组，表示由此抽象路径名表示的满足指定过滤器的目录中的文件和目录。
`File[]`	`listFiles(FilenameFilter` 返回一个抽象路径名数组，表示由此抽象路径名表示的满足指定过滤器的目录中的文件和目录。
`static File[]`	`listRoots()` 列出可用的文件系统根。
`boolean`	`mkdir()` 创建由此抽象路径名命名的目录。
`boolean`	`mkdirs()` 创建由此抽象路径名命名的目录，包括任何必需但不存在的父目录。
`boolean`	`renameTo(File` 重命名由此抽象路径名表示的文件。
`boolean`	`setExecutable(boolean executable)` 为此抽象路径名设置所有者的执行权限的便利方法。
`boolean`	`setExecutable(boolean executable, boolean ownerOnly)` 设置该抽象路径名的所有者或每个人的执行权限。
`boolean`	`setLastModified(long time)` 设置由此抽象路径名命名的文件或目录的最后修改时间。
`boolean`	`setReadable(boolean readable)` 一种方便的方法来设置所有者对此抽象路径名的读取权限。
`boolean`	`setReadable(boolean readable, boolean ownerOnly)` 设置此抽象路径名的所有者或每个人的读取权限。
`boolean`	`setReadOnly()` 标记由此抽象路径名命名的文件或目录，以便只允许读取操作。
`boolean`	`setWritable(boolean writable)` 一种方便的方法来设置所有者对此抽象路径名的写入权限。
`boolean`	`setWritable(boolean writable, boolean ownerOnly)` 设置此抽象路径名的所有者或每个人的写入权限。
`Path`	`toPath()` 返回从此抽象路径构造的java.nio.file.Path对象。
`String`	`toString()` 返回此抽象路径名的路径名字符串。
`URI`	`toURI()` 构造一个表示此抽象路径名的 file: URI。