ANR异常

android ANR 异常的英文全称是 “Application Not Responding”，中文意思即为应用无响应。
在介绍xCrash捕获ANR异常时，先简单介绍一下ANR异常，以及产生ANR异常的原因，以及ANR常用的处理方式。

ANR异常产生的类型

KeyDispatchTimeout。UI主线程对于输入事件，即Inputdispatch事件超过5S没有处理产生ANR。
BroadcastTimeout。在广播接收器BroadcastReceiver的onReceive在一定的时间内没有执行完程序就会发生ANR异常。如果广播接收器所在的进程是前台进程，超时时间为10S；如果广播接收器所在的进程是后台进程，超时时间为60S。
ServiceTimeout。前台的server的各个生命周期函数包括（onCreate,onStart,onBind）在20S内没有处理完成，发生ANR异常。后台的server的各个生命周期函数包括（onCreate,onStart,onBind）在200S内没有处理完成，发生ANR异常。
ContentProviderTimeout。ContentProvider 在10S内没有处理完成发生ANR。

ANR异常产生的原因

在主线程执行耗时的操作，常见的耗时操作有IO操作，网络访问，大量数据的读写。
多线程死锁，造成主线程被阻塞。
service binder的连接达到上线无法和和System Server通信
System Server中WatchDog出现ANR
系统资源已耗尽（管道、CPU、IO）

ANR异常处理。

android系统发生ANR异常是，logcat会输出一条日志，通过日志可以确定，android 发生ANR异常时，会将日志写入/data/anr/traces.txt。因此可以猜想到应用程序可以监控/data/anr/文件是否有写入，即可判断是否发生ANR异常。如何监控文件夹，android提供了一个类“FileObserver”，可以监控文件。但是通过这种方式监控是否发生ANR异常，对android的版本有要求，API版本必须小于21。xCrash对应API版本小于21的也是采用此种方式，腾讯提供的Buly也是采用该种方式。本文章通过对xcrash的源码分析，简要分析一下此种方式监控ANR异常。

12-12 14:51:19.705 19983-19992/com.exam.simple I/art: Wrote stack traces to '/data/anr/traces.txt'

xCrash捕获ANR异常

xCrash是爱奇艺开源的在android平台上面捕获异常的开源库。xCrash能为安卓 APP提供捕获Java崩溃异常，native崩溃异常和ANR异常。

xCrash 能在 App 进程崩溃或 ANR 时，在你指定的目录中生成一个 tombstone 文件（格式与安卓系统的 tombstone 文件类似）。

xCrash项目地址：
github：https://github.com/iqiyi/xCrash
gitee：https://gitee.com/caikelun/xCrash

xCrash捕获ANR异常初始化

xCrash初始化接口，如果不设置参数InitParameters ，采用默认参数，xCrash库默认支持捕获ANR异常。

 public static int init(Context ctx) {return init(ctx, null);}public static synchronized int init(Context ctx, InitParameters params){...// 允许捕获anr异常，且系统版小于21，初始化Anr异常处理器if (params.enableAnrHandler && Build.VERSION.SDK_INT < 21) {AnrHandler.getInstance().initialize(ctx,// context上下文pid,// 进程PIDprocessName,// 进程名appId,params.appVersion,// app应用版本params.logDir,// 日志输出文件夹// 以下为可配置参数params.anrCheckProcessState,params.anrLogcatSystemLines,params.anrLogcatEventsLines,params.anrLogcatMainLines,params.anrDumpFds,params.anrCallback);}}

xCrash 也支持自定义参数来设置监控ANR异常，与ANR异常相关的属性和接口如下。

public final class XCrash {...public static class InitParameters{...//anr// anr异常处理器，默认为true,如果为false不捕获anr异常boolean        enableAnrHandler     = true;//  是否抛出anr异常。默认为trueboolean        anrRethrow           = true;// 是否设置anr的状态标志给进程状态（具体参见源码中的注释）boolean        anrCheckProcessState = true;// anr日志最大保留文件数量int            anrLogCountMax       = 10;// 执行命令 logcat -b system 输出的日志行数 int            anrLogcatSystemLines = 50;// 执行命令 logcat -b event 输出的日志行数 int            anrLogcatEventsLines = 50;// 执行命令 logcat -b maint输出的日志行数 int            anrLogcatMainLines   = 200;// 是否输出app进程的下打开的文件描述符boolean        anrDumpFds           = true;// 发生anr异常的应用回调ICrashCallback anrCallback          = null;}
}

初始化xCrash的ANR异常代码。代码中只展示ANR异常配置

 XCrash.init(this, new XCrash.InitParameters().enableAnrCrashHandler() //开启ANR异常捕获；捕获disableAnrCrashHandler().setAnrCheckProcessState(true) //是否设置anr的状态标志给进程状态.setAnrRethrow(true) // 是否抛出anr异常。默认为true.setAnrLogCountMax(100).setAnrLogcatSystemLines(100).setAnrLogcatEventsLines(100).setAnrLogcatMainLines(100).setAnrDumpFds(true).setAnrCallback(callback)

ANR异常处理器

类AnrHandler即为ANR的异常处理器。AnrHandler 为单例模式源码如下。

class AnrHandler {private static final AnrHandler instance = new AnrHandler();private AnrHandler() {}static AnrHandler getInstance() {return instance;}
}

AnrHandler 的核心代码为initialize函数接口中的FileObserver。源码如下

private FileObserver fileObserver = null;
void initialize(....){// 实例化FileObserver ,监控路径"/data/anr/"，监听文件被写入fileObserver = new FileObserver("/data/anr/", CLOSE_WRITE) {public void onEvent(int event, String path) {try {if (path != null) {String filepath = "/data/anr/" + path;// 写入的文件是否有关键字 “trace”if (filepath.contains("trace")) {// 处理anr异常handleAnr(filepath);}}} catch (Exception e) {XCrash.getLogger().e(Util.TAG, "AnrHandler fileObserver onEvent failed", e);}}};try {// 启动FileObserver 监控fileObserver.startWatching();} catch (Exception e) {fileObserver = null;XCrash.getLogger().e(Util.TAG, "AnrHandler fileObserver startWatching failed", e);}
}

FileObserver 简介

这部分参考了博客（博客路径：https://www.robotshell.com/2017/08/30/Android-FileObserver%20%E7%B1%BB%E4%BD%BF%E7%94%A8%E6%8C%87%E5%8D%97/）。

android的FileObserver 是抽象类，是基于linux的inotify的特性来实现的，主要用来监控文件系统，根据文件的特定事件发出事件是。
android 官方提供的参考路径：https://developer.android.com/reference/android/os/FileObserver

处理ANR异常

以上代码介绍到anr的处理函数handleAnr(String filepath)。以下为源码

private void handleAnr(String filepath) {...// 读取anr文件 /data/anr/trace*.txt。返回文件内容String trace = getTrace(filepath, anrTime.getTime());//删除其他的anr异常日志文件if (!FileManager.getInstance().maintainAnr()) {return;}//获取  tombstone 的文件头String emergency = null;try {emergency = getEmergency(anrTime, trace);} catch (Exception e) {XCrash.getLogger().e(Util.TAG, "AnrHandler getEmergency failed", e);}// 创建anr异常日志保存文件File logFile = null;try {String logPath = String.format(Locale.US, "%s/%s_%020d_%s__%s%s", logDir, Util.logPrefix, anrTime.getTime() * 1000, appVersion, processName, Util.anrLogSuffix);logFile = FileManager.getInstance().createLogFile(logPath);} catch (Exception e) {XCrash.getLogger().e(Util.TAG, "AnrHandler createLogFile failed", e);}if (logFile != null){// 根据配置将日志文件头，traces，logcat日志保存在文件中。}
}

anrCheckProcessState

源码中有anrCheckProcessState属性。如果属性设置为true则会执行以下代码。

// anr超时时间是15S
private final long anrTimeoutMs = 15 * 1000;
static boolean checkProcessAnrState(Context ctx, long timeoutMs) {ActivityManager am = (ActivityManager) ctx.getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE);if (am == null) return false;// 获取当前进程的idint pid = android.os.Process.myPid();long poll = timeoutMs / 500;for (int i = 0; i < poll; i++) {//获取系统中所有进程的错误信息List<ActivityManager.ProcessErrorStateInfo> processErrorList = am.getProcessesInErrorState();if (processErrorList != null) {for (ActivityManager.ProcessErrorStateInfo errorStateInfo : processErrorList) {// 进程ID和当前应用ID相同，且错误状态是ANR异常if (errorStateInfo.pid == pid && errorStateInfo.condition == ActivityManager.ProcessErrorStateInfo.NOT_RESPONDING) {return true;}}}try {Thread.sleep(500);} catch (Exception ignored) {}}return false;}

通过以上代码，可以确定该函数的主要功能有：

过滤掉其他应用的异常。
过滤掉本应用非ANR异常。
通过这个函数可以保证anrHandler处理的是当前应用的ANR异常。

总结

以上为xCrash的ANR源码分析，整体较为简单，还请大家不要见笑。

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