Причины возникновения ANR и как этого избежать

ANR (Application Not Responding) — ошибка, которая возникает, когда приложение не отвечает. В итоге открывается диалоговое окно, предлагающее пользователю подождать или закрыть приложение.

Условия возникновения ANR

• Входные события (кнопки и сенсорные события) не обрабатываются в течение 5 секунд;
• BroadcastReceiver (onRecieve()) не был обработан в течение указанного времени (foreground — 10 с, background — 60 с);
• ContentProvider не завершен в течение 10 секунд.

Обычно основной поток блокируется.

Если вы читали мои статьи, то наверно уже привыкли к тому, что мы лезет в исходный код. Так что давайте посмотрим как выглядит ANR под капотом.

Класс AppErrors занимается обработкой не только ANR, но и других ошибок, которые могут возникнуть в приложении, включая crash. Метод handleShowAnrUi() как раз и открывает это страшное для многих разработчиков и пользователей окно, отображающее ANR.

class AppErrors {
    ...
    
    void handleShowAnrUi(Message msg) {
        Dialog dialogToShow = null;
        synchronized (mService) {
            AppNotRespondingDialog.Data data = (AppNotRespondingDialog.Data) msg.obj;
            final ProcessRecord proc = data.proc;
            if (proc == null) {
                Slog.e(TAG, "handleShowAnrUi: proc is null");
                return;
            }
            if (proc.anrDialog != null) {
                Slog.e(TAG, "App already has anr dialog: " + proc);
                MetricsLogger.action(mContext, MetricsProto.MetricsEvent.ACTION_APP_ANR,
                        AppNotRespondingDialog.ALREADY_SHOWING);
                return;
            }

            Intent intent = new Intent("android.intent.action.ANR");
            if (!mService.mProcessesReady) {
                intent.addFlags(Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY
                        | Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND);
            }
            mService.broadcastIntentLocked(null, null, intent,
                    null, null, 0, null, null, null, AppOpsManager.OP_NONE,
                    null, false, false, MY_PID, Process.SYSTEM_UID, 0 /* TODO: Verify */);

            boolean showBackground = Settings.Secure.getInt(mContext.getContentResolver(),
                    Settings.Secure.ANR_SHOW_BACKGROUND, 0) != 0;
            if (mService.canShowErrorDialogs() || showBackground) {
                dialogToShow = new AppNotRespondingDialog(mService, mContext, data);
                proc.anrDialog = dialogToShow;
            } else {
                MetricsLogger.action(mContext, MetricsProto.MetricsEvent.ACTION_APP_ANR,
                        AppNotRespondingDialog.CANT_SHOW);
                // Just kill the app if there is no dialog to be shown.
                mService.killAppAtUsersRequest(proc, null);
            }
        }
        // If we've created a crash dialog, show it without the lock held
        if (dialogToShow != null) {
            dialogToShow.show();
        }
    }

...

Однако, ANR начинается не здесь. Как я и говорила выше, одна из первых причин возникновения этой ошибки — это задержка входного события, которая составляет 5 секунд. Недолгим поиском мы можем найти где задается это значение.

namespace android {
// Default input dispatching timeout if there is no focused application or paused window
// from which to determine an appropriate dispatching timeout.
const nsecs_t DEFAULT_INPUT_DISPATCHING_TIMEOUT = 5000 * 1000000LL; // 5 sec

Теперь мы можем посмотреть в коде, где вызывается нативная часть. Это происходит в классе InputManagerService.

    // Native callback.
    private long notifyANR(InputApplicationHandle inputApplicationHandle,
            InputWindowHandle inputWindowHandle, String reason) {
        return mWindowManagerCallbacks.notifyANR(
                inputApplicationHandle, inputWindowHandle, reason);
    }

А вот и mWindowManagerCallbacks в InputMonitor:

        if (appWindowToken != null && appWindowToken.appToken != null) {
            // Notify the activity manager about the timeout and let it decide whether
            // to abort dispatching or keep waiting.
            final AppWindowContainerController controller = appWindowToken.getController();
            final boolean abort = controller != null
                    && controller.keyDispatchingTimedOut(reason,
                            (windowState != null) ? windowState.mSession.mPid : -1);
            if (!abort) {
                // The activity manager declined to abort dispatching.
                // Wait a bit longer and timeout again later.
                return appWindowToken.mInputDispatchingTimeoutNanos;
            }
        } else if (windowState != null) {
            try {
                // Notify the activity manager about the timeout and let it decide whether
                // to abort dispatching or keep waiting.
                long timeout = ActivityManager.getService().inputDispatchingTimedOut(
                        windowState.mSession.mPid, aboveSystem, reason);
                if (timeout >= 0) {
                    // The activity manager declined to abort dispatching.
                    // Wait a bit longer and timeout again later.
                    return timeout * 1000000L; // nanoseconds
                }
            } catch (RemoteException ex) {
            }
        }
        return 0; // abort dispatching
    }

Давайте посмотрим внимательнее на inputDispatchingTimedOut(). Тут как раз мы и показываем сообщение через ActivityManager об истечении времени ожидания и даем пользователю решить, следует ли отменить действие или продолжить ожидание. И именно в ActivityManagerService и вызывается AppErrors в случае возникновения crash или ANR.

  private boolean makeAppCrashingLocked(ProcessRecord app,
            String shortMsg, String longMsg, String stackTrace) {
        app.crashing = true;
        app.crashingReport = generateProcessError(app,
                ActivityManager.ProcessErrorStateInfo.CRASHED, null, shortMsg, longMsg, stackTrace);
        startAppProblemLocked(app);
        app.stopFreezingAllLocked();
        return handleAppCrashLocked(app, shortMsg, longMsg, stackTrace);
    }
    private void makeAppNotRespondingLocked(ProcessRecord app,
            String activity, String shortMsg, String longMsg) {
        app.notResponding = true;
        app.notRespondingReport = generateProcessError(app,
                ActivityManager.ProcessErrorStateInfo.NOT_RESPONDING,
                activity, shortMsg, longMsg, null);
        startAppProblemLocked(app);
        app.stopFreezingAllLocked();
    }

Основные причины ANR

• Блокировка ввода/вывода
• Перегрузка сети
• Блокировка потоков
• Бесконечный цикл
• Бизнес-логика выполняется слишком долго

Как избежать ANR

• Главный поток пользовательского интерфейса выполняет логику, связанную только с пользовательским интерфейсом;
• Сложные вычисления (например, операции с базой данных, операции ввода-вывода, сетевые операции и т.д.) производятся в отдельном потоке;
• Используйте Handler для взаимодействия между потоком пользовательского интерфейса и рабочим потоком;
• Используйте RxJava и т.д. для обработки асинхронных операций.

Как поймать ANR

• Информация об ANR может храниться в файле /data/anr/traces.txt, либо по другому пути /data/anr/anr_*. Получить ее можно с помощью следующих команд:
  
  

  adb root
  adb shell ls /data/anr
  adb pull /data/anr/<filename>

• Использовать проект с открытым исходным кодом ANR-WatchDog для обнаружения ANR
• См. Как избежать ANR :)

P.S. Все подборки я публикую в телеграм канале @paradisecurity.