Android anr 源码解析

Android ANR 源码解析

引言

ANR（Application Not Responding）是指在 Android 应用中，当主线程在执行某个耗时操作时，无法及时响应用户的交互事件，导致应用无响应的情况。ANR 可能会给用户带来不好的体验，因此解决 ANR 问题是 Android 开发过程中的重要任务之一。本文将深入分析 Android 系统中 ANR 的机制以及源码实现。

ANR 机制

在 Android 系统中，ANR 是由系统提供的一种机制，用于检测应用是否出现无响应的情况，并根据一定的策略来处理。当系统检测到应用发生 ANR 时，会弹出一个 ANR 对话框，提示用户当前应用无响应，并提供选择是否终止应用的选项。

ANR 检测原理

Android 系统通过监控主线程的消息队列来实现 ANR 检测。主线程的消息队列使用了 Looper 类来管理，主线程通过调用 Looper.loop() 方法来进入消息循环。当主线程在执行某个耗时操作时，无法及时处理消息队列中的消息，就会触发 ANR 检测。

ANR 检测流程

下面是 ANR 检测的整体流程：

sequenceDiagram
    participant System as Android系统
    participant App as 应用程序
    participant Looper as 主线程Looper

    System ->> App: 发送检测消息
    App ->> Looper: 调用Looper.loop()
    Looper -->> App: 循环处理消息
    App -->> System: 响应消息
    System ->> App: 计算响应时间
    App ->> System: 返回响应时间
    System ->> App: 检查响应时间
    App ->> System: 返回结果
    System ->> App: 弹出ANR对话框

上述流程中，Android 系统通过发送一个检测消息给应用程序，然后应用程序调用 Looper.loop() 方法进入消息循环，主线程会循环处理消息。在主线程处理消息的过程中，系统会计算响应时间并检查是否超过了一定的阈值。如果超过了阈值，系统会弹出 ANR 对话框。

ANR 检测的实现

ANR 检测的具体实现涉及到两个关键类：ActivityManagerService 和 ActivityThread。

ActivityManagerService 类

ActivityManagerService 类是 Android 系统中的一个重要服务，负责管理应用程序的生命周期、任务栈以及进程通信等。在 ANR 检测中，ActivityManagerService 类负责发送检测消息并处理 ANR 检测的结果。

ActivityThread 类

ActivityThread 类是应用程序的入口类，负责创建和管理应用程序的主线程。在 ANR 检测中，ActivityThread 类主要负责消息循环的处理。

下面是 ActivityThread 类中与 ANR 检测相关的代码片段：

// ActivityThread.java
private void main(String[] args) {
    ...
    Looper.prepareMainLooper();
    ...
    Looper.loop();
    ...
}

private static void loop() {
    ...
    for (;;) {
        Message msg = queue.next();
        if (msg == null) {
            // No message available.
            // Check if we need to quit.
            if (quitAllowed) {
                return;
            }
            continue;
        }

        long now = SystemClock.uptimeMillis();
        long nextPollTimeoutMillis = msg.nextPollTimeoutMillis;
        if (nextPollTimeoutMillis == 0) {
            msg.target.dispatchMessage(msg);
        } else if (nextPollTimeoutMillis > now) {
            ...
        } else {
            ...
            dispatchMessage(msg);
            ...
        }

        ...
    }
}

private void dispatchMessage(Message msg) {
    ...
    if (msg.callback != null) {
        // Handle callback message.
        msg.callback.run();
    } else {
        // Handle normal message.
        if (msg.target != null) {
            msg.target.dispatchMessage(msg);
        } else {
            ...
        }
    }
    ...
}