一、ANR概述

ANR(Application Not responding)是指应用程序未响应，Android系统对于一些事件需要在一定的时间范围内完成，如果超过预定时间能未能得到有效响应或者响应时间过长，都会造成ANR。

1.1、Anr的触发时机

anr的触发时机有很多种，基本分为以下几点：

输入事件：5s内无响应，如屏幕触碰事件；
广播：执行前台广播（BroadcastReceiver）的onReceive()方法时10s没有处理完成，后台广播的超时时间为60s；
Service：前台Service20s内没有执行完毕；后台Service200s内没有执行完毕；
ContentProvider：10s内ContentProvider的publish未执行完；

从上面4点来看，每一种触发的时机都是在规定的时间内，看你消不消费得完自身的事件，而本文所探讨的问题就是，这些时间是由谁来制定，并且Anr的核心点在哪里。

二、Service的ANR

前台Service20s内没有执行完毕，后台Service200s内没有执行完毕，就会触发ANR。

开启service有两种方式，一个是startService一个是bindService，本文从startService开始分析，我们可以先看看service的启动流程。

简单概括，AMS开启了service服务，传递到ActiveServices，ActiveServices是协助AMS完成启动、绑定等逻辑操作，在ActiveService的realStartServiceLocked方法中创建了service对象，开启了一个service的onCreate()。

service的ANR在于时间的控制，那开始计时的逻辑怎么看？

2.1、计时开始

从启动service的流程中发现，service启动计时的逻辑是从ActiveServices.realStartServiceLocked() 开始。

private void realStartServiceLocked(ServiceRecord r, ProcessRecord app,IApplicationThread thread, int pid, UidRecord uidRecord, boolean execInFg,boolean enqueueOomAdj) throws RemoteException {bumpServiceExecutingLocked(r, execInFg, "create", null /* oomAdjReason */);mAm.updateLruProcessLocked(app, false, null);updateServiceForegroundLocked(psr, /* oomAdj= */ false);thread.scheduleCreateService(r, r.serviceInfo,mAm.compatibilityInfoForPackage(r.serviceInfo.applicationInfo),app.mState.getReportedProcState());requestServiceBindingsLocked(r, execInFg);updateServiceClientActivitiesLocked(psr, null, true);sendServiceArgsLocked(r, execInFg, true);
}
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开始计时的操作bumpServiceExecutingLocked方法中

private boolean bumpServiceExecutingLocked(ServiceRecord r, boolean fg, String why,@Nullable String oomAdjReason) {...if (timeoutNeeded) {scheduleServiceTimeoutLocked(r.app);}}
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抛出handler开始计时


void scheduleServiceTimeoutLocked(ProcessRecord proc) {if (proc.mServices.numberOfExecutingServices() == 0 || proc.getThread() == null) {return;}Message msg = mAm.mHandler.obtainMessage(ActivityManagerService.SERVICE_TIMEOUT_MSG);msg.obj = proc;mAm.mHandler.sendMessageDelayed(msg, proc.mServices.shouldExecServicesFg()? SERVICE_TIMEOUT : SERVICE_BACKGROUND_TIMEOUT);
}
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从scheduleServiceTimeoutLocked方法中可以看到，内部发出了一个延时的消息，延时的时间由proc.mServices.shouldExecServicesFg()来判断，而proc.mServices.shouldExecServicesFg()指代的是是否在前台执行服务，也就是我们经常说的前台服务与后台服务的判断，

当为前台服务时，delay的时间为SERVICE_TIMEOUT = 20s

static final int SERVICE_TIMEOUT = 20 * 1000 * Build.HW_TIMEOUT_MULTIPLIER;
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当为后台服务时，SERVICE_BACKGROUND_TIMEOUT = 20 * 10 = 200s

static final int SERVICE_BACKGROUND_TIMEOUT = SERVICE_TIMEOUT * 10;
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我们再来看看Handler中msg=SERVICE_TIMEOUT_MSG时发生了什么？

final class MainHandler extends Handler {@Overridepublic void handleMessage(Message msg) {switch (msg.what) {case SERVICE_TIMEOUT_MSG: {mServices.serviceTimeout((ProcessRecord) msg.obj);} break;}
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void serviceTimeout(ProcessRecord proc) {String anrMessage = null;synchronized(mAm) {final ProcessServiceRecord psr = proc.mServices;final long now = SystemClock.uptimeMillis();//计算当前时间减去服务超时时间final long maxTime =  now -(psr.shouldExecServicesFg() ? SERVICE_TIMEOUT : SERVICE_BACKGROUND_TIMEOUT);ServiceRecord timeout = null;long nextTime = 0;//遍历执行service列表，找出超时的servicefor (int i = psr.numberOfExecutingServices() - 1; i >= 0; i--) {ServiceRecord sr = psr.getExecutingServiceAt(i);if (sr.executingStart < maxTime) {timeout = sr;break;}//重新计时if (sr.executingStart > nextTime) {nextTime = sr.executingStart;}}if (timeout != null && mAm.mProcessList.isInLruListLOSP(proc)) {//该服务已超时，记录anr的一些信息Slog.w(TAG, "Timeout executing service: " + timeout);StringWriter sw = new StringWriter();PrintWriter pw = new FastPrintWriter(sw, false, 1024);pw.println(timeout);timeout.dump(pw, "    ");pw.close();mLastAnrDump = sw.toString();mAm.mHandler.removeCallbacks(mLastAnrDumpClearer);mAm.mHandler.postDelayed(mLastAnrDumpClearer, LAST_ANR_LIFETIME_DURATION_MSECS);anrMessage = "executing service " + timeout.shortInstanceName;} else {//服务未超时，则重新监控下一个service是否超时Message msg = mAm.mHandler.obtainMessage(ActivityManagerService.SERVICE_TIMEOUT_MSG);msg.obj = proc;mAm.mHandler.sendMessageAtTime(msg, psr.shouldExecServicesFg()? (nextTime+SERVICE_TIMEOUT) : (nextTime + SERVICE_BACKGROUND_TIMEOUT));}}//将根据需要创建一个独立的线程，开始向用户报告ANR的相关信息if (anrMessage != null) {mAm.mAnrHelper.appNotResponding(proc, anrMessage);}
}
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最后回进入到 ActiveServices.serviceTimeout()方法中，基本逻辑如下：

计算当前时间减去服务超时时间；
遍历服务列表，找出超时的服务；
如果该服务超时，记录anr信息；如果没有超时，则重新健康下一个service是否超时；
超时的service，会更加需要创建一个独立进程，开始向用户报告ANR的相关信息；

有开始ANRmsg，必然也有结束计时的逻辑，我们且往下屡屡。

2.2、计时结束

在调用bumpServiceExecutingLocked方法开启计时，接着就开始调用 scheduleCreateService开始服务的创建；

#ActivityThread

public final void scheduleCreateService(IBinder token,ServiceInfo info, CompatibilityInfo compatInfo, int processState) {...sendMessage(H.CREATE_SERVICE, s);
}case CREATE_SERVICE:handleCreateService((CreateServiceData)msg.obj);break;复制代码

private void handleCreateService(CreateServiceData data) {Service service = null;try {...service = packageInfo.getAppFactory().instantiateService(cl, data.info.name, data.intent);...service.onCreate();...ActivityManager.getService().serviceDoneExecuting(data.token, SERVICE_DONE_EXECUTING_ANON, 0, 0);}
}
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在handleCreateService中service开始回调onCreate()，也就是正式开启了一个service，而在开启service之后，AMS就开始结束service的计时。

private void serviceDoneExecutingLocked(ServiceRecord r, boolean inDestroying,boolean finishing, boolean enqueueOomAdj) {...mAm.mHandler.removeMessages(ActivityManagerService.SERVICE_TIMEOUT_MSG, r.app);}
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利用Handler的removeMessage移除SERVICE_TIMEOUT_MSG消息，结束ANR的计时。

三、Broadcast的ANR

从广播的发送开始，利用Context来sendBroadcast，传递到AMS，同servcice的原理一样，有一个BroadcastQueue来协助AMS处理前台和后台广播。具体流程可以看下面的UML图。

3.1、计时开始

关于ANR计时开始的逻辑从AMS的broadcastIntentLocked()方法就开始了，

final int broadcastIntentLocked() {//处理并行广播//int NR = registeredReceivers != null ? registeredReceivers.size() : 0;if (!ordered && NR > 0) {//根据标志位FLAG_RECEIVER_FOREGROUND决定返回前台广播队列还是后台广播队列final BroadcastQueue queue = broadcastQueueForIntent(intent);BroadcastRecord r = new BroadcastRecord(queue, intent, callerApp, callerPackage,callerFeatureId, callingPid, callingUid, callerInstantApp, resolvedType,requiredPermissions, excludedPermissions, appOp, brOptions, registeredReceivers,resultTo, resultCode, resultData, resultExtras, ordered, sticky, false, userId,allowBackgroundActivityStarts, backgroundActivityStartsToken,timeoutExempt);if (DEBUG_BROADCAST) Slog.v(TAG_BROADCAST, "Enqueueing parallel broadcast " + r);final boolean replaced = replacePending&& (queue.replaceParallelBroadcastLocked(r) != null);// Note: We assume resultTo is null for non-ordered broadcasts.if (!replaced) {queue.enqueueParallelBroadcastLocked(r);queue.scheduleBroadcastsLocked();}registeredReceivers = null;NR = 0;}//处理串行广播if ((receivers != null && receivers.size() > 0)|| resultTo != null) {BroadcastQueue queue = broadcastQueueForIntent(intent);BroadcastRecord r = new BroadcastRecord(queue, intent, callerApp, callerPackage,callerFeatureId, callingPid, callingUid, callerInstantApp, resolvedType,requiredPermissions, excludedPermissions, appOp, brOptions,receivers, resultTo, resultCode, resultData, resultExtras,ordered, sticky, false, userId, allowBackgroundActivityStarts,backgroundActivityStartsToken, timeoutExempt);if (DEBUG_BROADCAST) Slog.v(TAG_BROADCAST, "Enqueueing ordered broadcast " + r);final BroadcastRecord oldRecord =replacePending ? queue.replaceOrderedBroadcastLocked(r) : null;if (oldRecord != null) {// Replaced, fire the result-to receiver.if (oldRecord.resultTo != null) {final BroadcastQueue oldQueue = broadcastQueueForIntent(oldRecord.intent);try {oldQueue.performReceiveLocked(oldRecord.callerApp, oldRecord.resultTo,oldRecord.intent,Activity.RESULT_CANCELED, null, null,false, false, oldRecord.userId);} }} else {queue.enqueueOrderedBroadcastLocked(r);queue.scheduleBroadcastsLocked();}} else {// There was nobody interested in the broadcast, but we still want to record// that it happened.if (intent.getComponent() == null && intent.getPackage() == null&& (intent.getFlags()&Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY) == 0) {// This was an implicit broadcast... let's record it for posterity.addBroadcastStatLocked(intent.getAction(), callerPackage, 0, 0, 0);}}return ActivityManager.BROADCAST_SUCCESS;
}
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根据标识位来区分是否时前台广播还是后台广播

BroadcastQueue broadcastQueueForIntent(Intent intent) {final boolean isFg = (intent.getFlags() & Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND) != 0;return (isFg) ? mFgBroadcastQueue : mBgBroadcastQueue;
}
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拿到前台或者后台的广播队列后，调用scheduleBroadcastsLocked方法开始Handler消息的分发，也就是ANR计时开始，

//前台广播超时时间 = 10s；后台广播 = 60s
static final int BROADCAST_FG_TIMEOUT = 10 * 1000 * Build.HW_TIMEOUT_MULTIPLIER;
static final int BROADCAST_BG_TIMEOUT = 60 * 1000 * Build.HW_TIMEOUT_MULTIPLIER;
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//设置超时时间
long timeoutTime = r.receiverTime + mConstants.TIMEOUT;
setBroadcastTimeoutLocked(timeoutTime);
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最后在handler发送超时时间的消息后，还是会在AnrHelper中发送ANR的相关信息。

3.2、计时结束

有handler发送消息的地方，也就有取消message的地方，在上面计时开始的流程中，processNextBroadcastLocked方法中在处理串行广播时，如果判断没有超时，就取消message。

do {cancelBroadcastTimeoutLocked();// ... and on to the next...addBroadcastToHistoryLocked(r);} while (r == null);
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final void cancelBroadcastTimeoutLocked() {if (mPendingBroadcastTimeoutMessage) {mHandler.removeMessages(BROADCAST_TIMEOUT_MSG, this);mPendingBroadcastTimeoutMessage = false;}
}
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四、ContentProvider的ANR

ContentProvider的创建和启动一般是在进程启动的时候就开始，我们在创建一个进程的时候都会调用AMS的attachApplication()方法，在这个方法中，会拿到ProvideInfo信息即ContentProvider，接着会调用新建进程的bindApplication()将查询到的ProviderInfo进行创建并启动ContentProvider。

4.1、计时开始

在ContentProvider的创建启动过程中，有一个地方需要需要注意，那就是AMS的attachApplication()方法，

private boolean attachApplicationLocked(@NonNull IApplicationThread thread,int pid, int callingUid, long startSeq) {...List<ProviderInfo> providers = normalMode? mCpHelper.generateApplicationProvidersLocked(app): null;if (providers != null && mCpHelper.checkAppInLaunchingProvidersLocked(app)) {Message msg = mHandler.obtainMessage(CONTENT_PROVIDER_PUBLISH_TIMEOUT_MSG);msg.obj = app;mHandler.sendMessageDelayed(msg,ContentResolver.CONTENT_PROVIDER_PUBLISH_TIMEOUT_MILLIS);}...thread.bindApplication(processName, appInfo, providerList,instr2.mClass,profilerInfo, instr2.mArguments,instr2.mWatcher,instr2.mUiAutomationConnection, testMode,mBinderTransactionTrackingEnabled, enableTrackAllocation,isRestrictedBackupMode || !normalMode, app.isPersistent(),new Configuration(app.getWindowProcessController().getConfiguration()),app.getCompat(), getCommonServicesLocked(app.isolated),mCoreSettingsObserver.getCoreSettingsLocked(),buildSerial, autofillOptions, contentCaptureOptions,app.getDisabledCompatChanges(), serializedSystemFontMap);...
}
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在这个方法中，会先通过ContentProviderHelper拿到ProviderInfo列表，然后通过Handler延时发送CONTENT_PROVIDER_PUBLISH_TIMEOUT_MSG消息，而延时的时间为10s，

public static final int CONTENT_PROVIDER_PUBLISH_TIMEOUT_MILLIS =10 * 1000 * Build.HW_TIMEOUT_MULTIPLIER;
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跟到最后其实和service、广播的流程一样，最后会触发appNotResponding，向用户展示ANR相关信息。

public void appNotRespondingViaProvider(IBinder connection) {final ContentProviderConnection conn = (ContentProviderConnection) connection;...final ProcessRecord host = conn.provider.proc;...mHandler.post(new Runnable() {@Overridepublic void run() {mAppErrors.appNotResponding(host, null, null, false,"ContentProvider not responding");}});}
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4.2、计时结束

目前有两个地方会结束计时，

进程消失

当进程消失时，会清除进程的主要代码，在这里会remove掉ANR的计时，因为在新建进程时，会再次开启一个新的计时。

final boolean cleanUpApplicationRecordLocked(ProcessRecord app, int pid,boolean restarting, boolean allowRestart, int index, boolean replacingPid,boolean fromBinderDied) {...mHandler.removeMessages(CONTENT_PROVIDER_PUBLISH_TIMEOUT_MSG, app);
}
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ContentProvider发布完成同样会移除ANR的超时消息。

    public final void publishContentProviders(IApplicationThread caller,List<ContentProviderHolder> providers) {if (wasInLaunchingProviders) {mHandler.removeMessages(CONTENT_PROVIDER_PUBLISH_TIMEOUT_MSG, r);}}}}

作者：付十一
链接：https://juejin.cn/post/7121217696594657293
来源：稀土掘金
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