Android12的ANR解析

0. 参考：

ANR分析
深入理解 Android ANR 触发原理以及信息收集过程

1.ANR的触发分类:

ANR分为4类：

• InputDispatchTimeout：输入事件分发超时5s,包括按键和触摸事件。
• BroadcastTimeout：比如前台广播在10s内未执行完成，后台60s
• ServiceTimeout：前台服务在20s内未执行完成，后台服务未在200s内完成。
• ContentProviderTimeout：contenProvider在publish后超时10s

2.ANR的触发机制

2.1基本概念

• ANR 的检测和处理逻辑主要写在 AMS（Activity Manager Service） 进程中
• 当超时事件触发后，AMS 会记录下应用主线程的状态，并调用 ActivityManagerService.appNotResponding() 方法来启动 ANR 处理流程。
• 当应用程序在UI线程阻塞太长时间，就会弹出系统弹框，询问我们继续等待还是关闭应用程序，此时发生了ANR。

3.Service,BroadCast,Provider触发ANR:

3.1 ANR是在发生这些调用的时候，就启用"定时炸弹"。

• 1.APP侧：
  在Activity中调用startService后，调用链：ContextImpl.startService()->ContextImpl.startServiceCommon()
• 2. AMS侧：
     ActivityManagerService.startService()
     ->ActiveServices.startServiceLocked()
     ->ActiveServices.startServiceInnerLocked()
     ->ActiveServices.bringUpServiceLocked()
     ->ActivieServices.realStartServiceLocked()
     ->ActivieServices.realStartServiceLocked
• 2.1 其中realStartServiceLocked主要通过向AMS发送一个Handler的延迟消息告诉AMS这个调用超时了。

    private void realStartServiceLocked(ServiceRecord r, ProcessRecord app,IApplicationThread thread, int pid, UidRecord uidRecord, boolean execInFg,boolean enqueueOomAdj) throws RemoteException {  // 2
...............// 记录此调用的开始---原因是 "create"// 从此处开始倒计时--发送handler消息到AMSbumpServiceExecutingLocked(r, execInFg, "create", null /* oomAdjReason */);
................// 通知APP启动Service,执行 handleCreateService// 调用到 ApplicationThread.scheduleCreateServicethread.scheduleCreateService(r, r.serviceInfo,mAm.compatibilityInfoForPackage(r.serviceInfo.applicationInfo),app.mState.getReportedProcState());
..........

• 2.2 ActivieServices.bumpServiceExecutingLocked---->ActivieServices.scheduleServiceTimeoutLocked
  这个延迟时间就是1中说到的超时20s, 对应ActiveService的SERVICE_TIMEOUT变量;

    void scheduleServiceTimeoutLocked(ProcessRecord proc) {  // 2
...................Message msg = mAm.mHandler.obtainMessage(ActivityManagerService.SERVICE_TIMEOUT_MSG);msg.obj = proc;mAm.mHandler.sendMessageDelayed(msg, proc.mServices.shouldExecServicesFg()? SERVICE_TIMEOUT : SERVICE_BACKGROUND_TIMEOUT);  // 发送延迟消息给AMS的Handler}

• 2.3 scheduleCreateService
  会通过Binder调用回APP侧，最终会调用到ApplicationThread.scheduleCreateService

        public final void scheduleCreateService(IBinder token,ServiceInfo info, CompatibilityInfo compatInfo, int processState) {updateProcessState(processState, false);CreateServiceData s = new CreateServiceData();s.token = token;s.info = info;s.compatInfo = compatInfo;sendMessage(H.CREATE_SERVICE, s);  // 发送Handler消息}// 找到处理Handler消息的地方：handleCreateService最终会调用到这个Service的onCreate方法上。case CREATE_SERVICE:if (Trace.isTagEnabled(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER)) {Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER,("serviceCreate: " + String.valueOf(msg.obj)));}handleCreateService((CreateServiceData)msg.obj);  // 执行Service的回调onCreateTrace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);break;

• 3 小结
  1）最开始调用了startService来触发AMS发送一个延迟为SERVICE_TIMEOUT（20s）的Handler事件，
  2）并最终回调到实现了这个Service的onCreate函数。
  3）如果超过了20s这个Handler消息还是没被取消，那么就会去触发AMS的ANR机制。

3.2 取消延迟发送的Handler消息, “取消炸弹”

• 在上面描述的正常流程中，会调用到handleCreateService，最终会调用removeMessages取消3.1中的延迟发送的Handler消息

    private void handleCreateService(CreateServiceData data) { 
.....service.onCreate();   // 进入service的onCreate回调
....// Service启动完成，需要通知AMSActivityManager.getService().serviceDoneExecuting(data.token, SERVICE_DONE_EXECUTING_ANON, 0, 0);
.....}public void serviceDoneExecuting(IBinder token, int type, int startId, int res) {synchronized(this) {if (!(token instanceof ServiceRecord)) {Slog.e(TAG, "serviceDoneExecuting: Invalid service token=" + token);throw new IllegalArgumentException("Invalid service token");}// 执行到ActivityManagerService的 serviceDoneExecuting方法mServices.serviceDoneExecutingLocked((ServiceRecord) token, type, startId, res, false);}}// ActivityManagerService的 serviceDoneExecuting方法private void serviceDoneExecutingLocked(ServiceRecord r, boolean inDestroying,boolean finishing, boolean enqueueOomAdj) {
......// 将Handler消息取消mAm.mHandler.removeMessages(ActivityManagerService.SERVICE_TIMEOUT_MSG, r.app);
..........}

3.3 ANR的触发, “炸弹引爆”

• 就是延迟发送的Handler消息处理，
  在ActivityManagerService.java可看到处理SERVICE_TIMEOUT_MSG的代码

            case SERVICE_TIMEOUT_MSG: {// 调用到ActiveServices的serviceTimeout方法mServices.serviceTimeout((ProcessRecord) msg.obj);} break;//com.android.server.am.ActiveServices.javavoid serviceTimeout(ProcessRecord proc) {................// 计算是否超时，if (anrMessage != null) {  // 超时// 触发超时机制，mAm是AMS，mAnrHelper是AnrHelpermAm.mAnrHelper.appNotResponding(proc, anrMessage);  }}

• 调用到AnrHelper的appNotResponding方法，最终是调用到AmrConsumerThread().start方法来处理ANR

    void appNotResponding(ProcessRecord anrProcess, String annotation) {appNotResponding(anrProcess, null /* activityShortComponentName */, null /* aInfo */,null /* parentShortComponentName */, null /* parentProcess */,false /* aboveSystem */, annotation);}void appNotResponding(ProcessRecord anrProcess, String activityShortComponentName,ApplicationInfo aInfo, String parentShortComponentName,WindowProcessController parentProcess, boolean aboveSystem, String annotation) {synchronized (mAnrRecords) {mAnrRecords.add(new AnrRecord(anrProcess, activityShortComponentName, aInfo,parentShortComponentName, parentProcess, aboveSystem, annotation));}startAnrConsumerIfNeeded();}private void startAnrConsumerIfNeeded() {if (mRunning.compareAndSet(false, true)) {new AnrConsumerThread().start();  // 启动AnrConsumerThread线程处理ANR}}
private class AnrConsumerThread extends Thread {@Overridepublic void run() {AnrRecord r;while ((r = next()) != null) {......//这里的r就是AnrRecordr.appNotResponding(onlyDumpSelf);......}}
}
private static class AnrRecord {void appNotResponding(boolean onlyDumpSelf) {//mApp是ProcessRecord，mErrorState是ProcessErrorStateRecordmApp.mErrorState.appNotResponding(mActivityShortComponentName, mAppInfo,mParentShortComponentName, mParentProcess, mAboveSystem, mAnnotation,onlyDumpSelf);}
}

调用到ProcessErrorStateRecord.appNotResponding来弹出无响应弹出。或者dump操作啥的，就是平时见到的ANR

3.4 ANR做了哪些事情

• 主要就是记录ANR错误的相关信息 + 弹出ANR的弹窗
• 最终会调用到ProcessErrorStateRecord的appNotResponding，下面来研究ProcessErrorStateRecord.java的这个函数

    void appNotResponding(String activityShortComponentName, ApplicationInfo aInfo,String parentShortComponentName, WindowProcessController parentProcess,boolean aboveSystem, String annotation, boolean onlyDumpSelf) {  // 
........// 将ANR的相关信息记录到anr文件中StringBuilder info = new StringBuilder();
.....StringBuilder report = new StringBuilder();....................// 弹出ANR的Dialogif (mService.mUiHandler != null) {// Bring up the infamous App Not Responding dialogMessage msg = Message.obtain();msg.what = ActivityManagerService.SHOW_NOT_RESPONDING_UI_MSG;msg.obj = new AppNotRespondingDialog.Data(mApp, aInfo, aboveSystem);mService.mUiHandler.sendMessageDelayed(msg, anrDialogDelayMs);}}}

• 小结：
  1)在调用得时候发送了延迟HANDLER消息：SERVICE_TIMEOUT_MSG
  2)到了延时时间，还未remove掉此handler消息，那么就会触发SERVICE_TIMEOUT_MSG的处理。
  3)最终调用到AnrHelper的appNotResponding来处理ANR

4.Input触发ANR:

4.1 从linux侧获取input事件

• 如inputFlinger 讲解的内容，InputReader线程通过EventHub监听/dev/input读取输入事件，监听到事件则把消息传到InputDispatcher（即InputReader把消息写入mInBoundQueue队列）
• InputDispatcher负责把输入事件分发给 目标应用窗口。

4.2 ANR相关

• InputDispatcher的流程：
  

4.3 ANR触发 代码流程梳理

• InputDispatcher中的方法调用：
  1.有等待获取焦点的应用：当前时间超过Timeout，调用processNoFocusedWindowAnrLocked() 进一步确认
  2.存在window：当前时间超过事件响应的超时时间。调用onAnrLocked() 进一步确认。

> frameworks/native/services/inputflinger/dispatcher/InputDispatcher.cpp// 检查是否有任何连接的等待队列具有太旧的事件。如果我们等待事件被确认的时间超过窗口超时，
// 请引发 ANR。返回我们下次应该醒来的时间。
nsecs_t InputDispatcher::processAnrsLocked() {const nsecs_t currentTime = now();nsecs_t nextAnrCheck = LONG_LONG_MAX; // 下一次检查anr的时间// 检查我们是否正在等待一个聚焦窗口出现。如果等待时间过长就报 ANRif (mNoFocusedWindowTimeoutTime.has_value() && mAwaitedFocusedApplication != nullptr) {if (currentTime >= *mNoFocusedWindowTimeoutTime) {// 场景1: 触发noFocusedWindow的anrprocessNoFocusedWindowAnrLocked();mAwaitedFocusedApplication.reset();mNoFocusedWindowTimeoutTime = std::nullopt;return LONG_LONG_MIN;} else {// 请继续等待。我们将在mNoFocusedWindowTimeoutTime到来时放弃该事件。nextAnrCheck = *mNoFocusedWindowTimeoutTime;}}// 检查是否有任何连接 ANR 到期，mAnrTracker 中保存所有已分发事件（未被确认消费的事件）的超时时间nextAnrCheck = std::min(nextAnrCheck, mAnrTracker.firstTimeout());if (currentTime < nextAnrCheck) { // 最有可能的情况// 一切正常，在 nextAnrCheck 再检查一次return nextAnrCheck;}// 如果我们到达这里，则连接无响应。sp<Connection> connection = getConnectionLocked(mAnrTracker.firstToken());// 停止为此无响应的连接唤醒mAnrTracker.eraseToken(connection->inputChannel->getConnectionToken());// 场景2: 触发ANRonAnrLocked(connection);return LONG_LONG_MIN;
}

4.4 ANR在InputDispatcher的调用栈

6.排查思路：

1. adb shell getevent后，点击屏幕，如果有打印，代表驱动是可以拿到点击事件的。如果没有则需要内核的同事查看。如果有则代表是Android的问题。

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