安卓之导致ANR的原因分析，问题定位以及办理方案

一、引言

        在Android应用开辟中，Application Not Responding（ANR）是一种常见的性能问题，它直接关系到用户体验的质量。当应用在特定时间段内无法及时相应用户的交互或者系统事件时，系统将会抛出ANR错误，提示用户应用已停止相应。为了确保应用的流畅性和用户满意度，理解ANR产生的根源、掌握其精准定位方法以及实行有效的办理方案至关告急。
        下面我们将深入探讨ANR的原因、定位流程以及应对措施。
二、ANR原因分析

2.1、主线程阻塞

2.1.1、耗时使用

        在Android应用的主线程（UI线程）中执行了过于耗时的使用，例如大量的数据处理、网络请求、数据库访问等。这些使用会拦阻主线程的正常消息循环，进而导致界面无法及时革新相应用户使用。
2.1.2、同步锁等待

        主线程在获取或释放同步锁时长时间等待，例如由于其他线程持有锁而导致主线程被挂起，同样会导致ANR。
2.1.3、资源竞争

        应用程序中存在资源竞争，多个线程同时访问共享资源，导致线程间互相等待，主线程阻塞。
2.2、输入事件未及时处理

2.2.1、BroadcastReceiver超时

        如果在主线程注册的BroadcastReceiver的onReceive()方法执行时间高出规定阈值（通常是10秒），也会触发ANR。
2.2.2、前台Service超时

        若Service在前台运行且在规定时间内未能完成相应的工作，同样可能出现ANR。
2.3、系统资源争抢

2.3.1、IO/CPU麋集型使用

        大量占用CPU资源或等待IO使用完成导致主线程被抢占，不能及时相应触摸事件或其他UI事件。如前台在玩游戏，可能会导致你的后台广播被抢占。
2.3.2、系统服务无法及时相应

        比如获取系统联系人等，系统的服务都是Binder机制，服务本事也是有限的，有可能系统服务长时间不相应导致ANR。
2.4、复杂的布局渲染

        布局层级过深或包含大量的视图元素，可能导致界面渲染迟钝。
2.5、内存泄漏

        未及时释放的资源占用过多内存，导致应用运行迟钝。
2.6、第三方库或系统服务非常

2.6.1、依赖库bug

        某些第三方库存在可能导致主线程阻塞的设计缺陷或BUG。
2.6.2、系统服务故障

        与系统服务交互时，若服务出现问题或相应慢也可能造成ANR。
三、ANR问题定位

3.1、Logcat日志分析

3.1.1、检察ANR日志

        使用Android Studio自带的Logcat工具，搜索关键词“ANR”或“Input dispatching timed out”，找到ANR发生时候的日志记录，通常会包含有错误陈诉和堆栈信息，如导致ANR的历程、线程和代码位置。
3.1.2、剖析traces.txt

        ANR发生时，系统会在设备上生成traces.txt文件，它记录了所有线程的状态，通过ADB工具将其导出分析，可以定位到具体哪个线程可能引起阻塞。
3.2、使用性能分析工具

3.2.1、Android Profiler

        实时监控CPU、内存、网络、磁盘I/O等资源使用情况，探求可能导致ANR的性能瓶颈。
3.2.2、Systrace

        系统层级的跟踪工具，可以大概追踪系统各组件间的交互和调理，资助找出主线程阻塞的源头。
3.3、ANR检测工具

        使用Android提供的ANR检测工具，如Traceview，可以获取应用程序的执行堆栈信息。通过分析堆栈信息，可以准确找到导致ANR的代码位置。
3.4、调试和单步执行

        通过在开辟工具中进行调试和单步执行，可以渐渐跟踪代码的执行过程，找到导致ANR的具体位置和原因。
四、ANR办理方案

4.1、异步化处理

4.1.1、使用异步任务

        将耗时使用转移到后台线程（如使用AsyncTask、HandlerThread、ExecutorService等）、异步任务、后台服务。确保主线程专注于UI更新和事件处理。

1. // 创建一个固定大小的线程池，大小为4
2. executorService = Executors.newFixedThreadPool(4);
4. // 假设有一个耗时任务
5. Runnable longRunningTask = new Runnable() {
6. @Override
7. public void run() {
8.             // 这里是耗时操作
9.         doSomeHeavyWork();
10.     }
11. };
13. // 将耗时任务提交给线程池执行
14. executorService.execute(longRunningTask);

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4.1.2、制止死锁和过度同步

        在多线程编程中，合理使用锁机制和同步计谋，制止死锁和过度同步的情况发生。确保线程安全地访问共享资源。

1. public class SharedResource {  
2.     private int count;  
3.     private Lock lock = new ReentrantLock();  
4.     private Condition condition = lock.newCondition();  
5.   
6.     public void increment() {  
7.         lock.lock(); // 获取锁  
8.         try {  
9.             while (count >= 10) {  
10.                 try {  
11.                     // 等待条件满足  
12.                     condition.await(); // 释放锁并等待通知  
13.                 } catch (InterruptedException e) {  
14.                     e.printStackTrace();  
15.                 }  
16.             }  
17.             count++;  
18.             System.out.println("Count: " + count);  
19.             // 通知其他线程条件已满足  
20.             condition.signalAll();  
21.         } finally {  
22.             lock.unlock(); // 释放锁  
23.         }  
24.     }  
25. }

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4.1.3、资源竞争管理

        制止多个线程同时访问共享资源导致的资源竞争问题。通过合理安排线程执行顺序、使用同步机制等方式来镌汰资源竞争的发生。
4.2、优化BroadcastReceiver与Service

4.2.1、限定BroadcastReceiver工作量

        确保BroadcastReceiver在主线程中执行的逻辑简短且迅速，复杂的逻辑应当委托给异步任务处理。
4.2.2、合理安排Service任务

        对于长时间运行的服务，思量使用IntentService或JobScheduler等方式异步执行任务，防止因超时而引发ANR。

1. public class MyIntentService extends IntentService {  
2.     private static final String TAG = "MyIntentService";  
3.   
4.     public MyIntentService() {  
5.         super(TAG);  
6.     }  
7.   
8.     @Override  
9.     protected void onHandleIntent(Intent intent) {  
10.         // 在这里执行后台任务  
11.         // 例如，模拟一些工作  
12.         try {  
13.             Thread.sleep(5000); // 模拟耗时操作  
14.         } catch (InterruptedException e) {  
15.             e.printStackTrace();  
16.         }  
17.         // 任务完成后，可以通过广播或其他方式通知更新UI或通知主线程任务完成  
18.         sendResult(ResultCode.RESULT_OK); // 假设有一个自定义的 ResultCode 类来表示结果状态  
19.     }  
20.   
21.     private void sendResult(int resultCode) {  
22.         Intent resultIntent = new Intent();  
23.         resultIntent.putExtra("result_code", resultCode);  
24.         setResult(resultCode, resultIntent); // 设置服务结果  
25.     }  
26. }

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4.3、低落资源消耗

4.3.1、优化数据处理与算法

        进步数据处理效率，镌汰不须要的计算与内存分配，尤其是对循环、递归等易产生性能瓶颈的地方进行优化。
4.3.2、管理好第三方库

        排查引入的第三方库是否存在ANR隐患，升级到最新稳固版本，或探求更换方案。
4.4、优化数据库使用

        优化数据库查询语句，镌汰复杂查询和大量数据处理的使用。使用索引、缓存等技能进步数据库使用的效率。
4.5、镌汰布局层级

        复杂的布局可能导致界面渲染迟钝。开辟者可以使用Hierarchy Viewer工具检查布局层级，优化布局布局，镌汰不须要的嵌套。
4.6、制止内存泄漏

        内存泄漏会导致应用占用过多内存，影响性能。开辟者可以使用MAT（Memory Analyzer Tool）等工具检查内存泄漏，并及时修复。
4.7、使用ProGuard

        开启ProGuard可以移除无用代码，压缩代码体积，进步应用运行效率。这有助于镌汰应用的内存占用和CPU消耗，从而低落ANR的发生概率。
4.8、设置合理的超时与反馈机制

4.8.1、适当增长超时限定

        在某些场所下，可以根据实际情况适当增长超时限定，但要注意这只是治标不治本的方法。
4.8.2、提供用户反馈

        在可能发生长时间等待的使用中，为用户提供进度指示或明白的等待提示，增强用户体验。
4.9、代码优化和重构

        定期进行代码优化和重构可以进步代码质量和可维护性。制止重复代码、冗余逻辑等问题，进步应用程序的稳固性和性能。
五、总结

        总之，办理ANR问题是一项涉及程序设计、性能优化与调试本事的综合性工作。通过对ANR产生原因的深刻理解和精准定位，共同有效的办理方案，我们可以显著提升应用的相应本事与用户满意度。同时，在开辟过程中，始终秉持并发编程的最佳实践，以及连续关注性能指标，将是预防ANR问题的关键地点。

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