Android發(fā)生ANR后的信息采集過程

更新時間：2023年07月28日 11:16:34 作者：尹學(xué)姐

這篇文章主要為大家介紹了Android發(fā)生ANR后的信息采集過程，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進步，早日升職加薪

發(fā)生ANR后

系統(tǒng)會為我們提供一些信息，便于我們分析問題，如生成trace文件，在log中打印CPU信息等。

這篇文章，我們來看看ANR發(fā)生之后，系統(tǒng)會提供給我們哪些信息，以及這些信息是如何采集和輸出的。

系統(tǒng)提供的信息

系統(tǒng)提供給我們的信息，主要有：

EventLog中會打印 "am_anr" 的日志
MainLog中會打印ANR發(fā)生的進程、原因、CPU負載等信息
/data/anr路徑下會生成一個trace文件，打印出主要進程的堆棧信息
dropbox會保存trace文件和CPU負載信息data/system/dropbox目錄

采集信息源碼

發(fā)生 ANR 后，不管是哪種類型的 ANR，系統(tǒng)都會調(diào)用到appNotResponding方法中，進行信息的采集工作。

這個方法所在的位置，在不同的Android版本有區(qū)別。舊版本是在AMS中，新版本是在ProcessErrorStateRecord類中。

我們以新版本的appNotResponding源碼為例，分步進行講解。

appNotResponding傳入?yún)?shù)

void appNotResponding(String activityShortComponentName, ApplicationInfo aInfo,
            String parentShortComponentName, WindowProcessController parentProcess,
            boolean aboveSystem, String annotation, boolean onlyDumpSelf) {
}

其中annotation就是shortMsg，表示ANR發(fā)生的原因。

先獲取一次CPU信息

long anrTime = SystemClock.uptimeMillis();
        if (isMonitorCpuUsage()) {
            mService.updateCpuStatsNow();
        }

設(shè)置annotation

// Store annotation here as instance above will not be hit on all paths.
            setAnrAnnotation(annotation);

判斷是否需要跳過

// PowerManager.reboot() can block for a long time, so ignore ANRs while shutting down.
            if (mService.mAtmInternal.isShuttingDown()) {
                Slog.i(TAG, "During shutdown skipping ANR: " + this + " " + annotation);
                return;
            } else if (isNotResponding()) {
                Slog.i(TAG, "Skipping duplicate ANR: " + this + " " + annotation);
                return;
            } else if (isCrashing()) {
                Slog.i(TAG, "Crashing app skipping ANR: " + this + " " + annotation);
                return;
            } else if (mApp.isKilledByAm()) {
                Slog.i(TAG, "App already killed by AM skipping ANR: " + this + " " + annotation);
                return;
            } else if (mApp.isKilled()) {
                Slog.i(TAG, "Skipping died app ANR: " + this + " " + annotation);
                return;
            }

有幾種情況會跳過：

如果正在關(guān)機中
如果已經(jīng)被標(biāo)記為notResponding，正在處理 ANR 中
進程正在 crash 處理中
進程已經(jīng)被 AMS 殺掉
進程已經(jīng)被殺

設(shè)置notResponding的標(biāo)記

setNotResponding(true);

打印am_anr的EventLog

EventLog.writeEvent(EventLogTags.AM_ANR, mApp.userId, pid, mApp.processName,
                    mApp.info.flags, annotation);

獲取需要dump的所有進程id

// 先把當(dāng)前進程添加到firstPids
            firstPids.add(pid);
            // 如果是silentAnr，則不需要dump其他進程，silentAnr主要是后臺anr
            isSilentAnr = isSilentAnr();
            if (!isSilentAnr && !onlyDumpSelf) {
               // 將parentPid加入firstPids
                int parentPid = pid;
                if (parentProcess != null && parentProcess.getPid() > 0) {
                    parentPid = parentProcess.getPid();
                }
                if (parentPid != pid) firstPids.add(parentPid);
               // MY_PID是system_server的pid，將system_server加入firstPids
                if (MY_PID != pid && MY_PID != parentPid) firstPids.add(MY_PID);
                final int ppid = parentPid;
                // 所有進程，按lru的順序排列
                mService.mProcessList.forEachLruProcessesLOSP(false, r -> {
                    if (r != null && r.getThread() != null) {
                        int myPid = r.getPid();
                        if (myPid > 0 && myPid != pid && myPid != ppid && myPid != MY_PID) {
                            if (r.isPersistent()) {
                                firstPids.add(myPid); // 將persisitent進程加入firstPids
                            } else if (r.mServices.isTreatedLikeActivity()) {
                                firstPids.add(myPid);   // treatedLikeActivity
                            } else {
                                lastPids.put(myPid, Boolean.TRUE);  // 其他進程加入lastPids
                            }
                        }
                    }
                });
            }
        }

加入firstPids的進程：

當(dāng)前進程
parent 進程
system_server 進程

生成mainlog

StringBuilder info = new StringBuilder();
        info.setLength(0);
        info.append("ANR in ").append(mApp.processName);
        if (activityShortComponentName != null) {
            info.append(" (").append(activityShortComponentName).append(")");
        }
        info.append("\n");
        info.append("PID: ").append(pid).append("\n");
        if (annotation != null) {
            info.append("Reason: ").append(annotation).append("\n");
        }
        if (parentShortComponentName != null
                &amp;&amp; parentShortComponentName.equals(activityShortComponentName)) {
            info.append("Parent: ").append(parentShortComponentName).append("\n");
        }
        if (errorId != null) {
            info.append("ErrorId: ").append(errorId.toString()).append("\n");
        }
        info.append("Frozen: ").append(mApp.mOptRecord.isFrozen()).append("\n");

初始化一個StringBuilder對象info，用來記錄輸出到mainLog里的內(nèi)容。

主要包含如下內(nèi)容：

ANR in xxx
PID: xxx
Reason: xxx (shortMsg)
Parent: xxx (可能沒有）
ErrorId: xxx (可能沒有)
Frozen: 是否frozen
CPU信息

收集需要 dump 的native pids

String[] nativeProcs = null;
        if (isSilentAnr || onlyDumpSelf) {
            for (int i = 0; i < NATIVE_STACKS_OF_INTEREST.length; i++) {
                // 寫死在watchdog中的native進程，主要包含audioserver、cameraserver等。
                if (NATIVE_STACKS_OF_INTEREST[i].equals(mApp.processName)) {
                    nativeProcs = new String[] { mApp.processName };
                    break;
                }
            }
        } else {
            nativeProcs = NATIVE_STACKS_OF_INTEREST;
        }
        int[] pids = nativeProcs == null ? null : Process.getPidsForCommands(nativeProcs);
        ArrayList<Integer> nativePids = null;
        if (pids != null) {
            nativePids = new ArrayList<>(pids.length);
            for (int i : pids) {
                nativePids.add(i);
            }
        }

NATIVE_STACKS_OF_INTEREST寫死在WatchDog.java文件，主要包含audioserver、cameraserver等。

開始dump trace文件

// 生成ProcessCpuTracker
       ProcessCpuTracker processCpuTracker = new ProcessCpuTracker(true);
       File tracesFile = ActivityManagerService.dumpStackTraces(firstPids,
                isSilentAnr ? null : processCpuTracker, isSilentAnr ? null : lastPids,
                nativePids, tracesFileException, offsets, annotation, criticalEventLog);

dump trace文件的具體細節(jié)，以及SignalCatcher線程監(jiān)聽信號，下一篇文章再詳細講。

再次獲取CPU信息，并打印mainLog

if (isMonitorCpuUsage()) {
            mService.updateCpuStatsNow();
            mService.mAppProfiler.printCurrentCpuState(report, anrTime);
            info.append(processCpuTracker.printCurrentLoad());
            info.append(report);
        }
        info.append(processCpuTracker.printCurrentState(anrTime));
        // 打印mainLog，tag為ActivityManager
        Slog.e(TAG, info.toString());

保存到 dropbox

mService.addErrorToDropBox("anr", mApp, mApp.processName, activityShortComponentName,
                parentShortComponentName, parentPr, null, report.toString(), tracesFile,
                null, new Float(loadingProgress), incrementalMetrics, errorId);

把traces文件、CPU使用率等信息，保存到dropbox，即data/system/dropbox目錄

如果是后臺 ANR，直接殺進程

if (isSilentAnr() && !mApp.isDebugging()) {
                mApp.killLocked("bg anr", ApplicationExitInfo.REASON_ANR, true);
                return;
            }

設(shè)置App的notRespondingReport（到這里，AMS 才能查詢到進程是否發(fā)生 ANR）

synchronized (mProcLock) {
                // 設(shè)置AppNotRespondingReport
                makeAppNotRespondingLSP(activityShortComponentName,
                        annotation != null ? "ANR " + annotation : "ANR", info.toString());
                mDialogController.setAnrController(anrController);
            }

private void makeAppNotRespondingLSP(String activity, String shortMsg, String longMsg) {
        setNotResponding(true);
        if (mService.mAppErrors != null) {
            // 設(shè)置NotRespondingReport
            mNotRespondingReport = mService.mAppErrors.generateProcessError(mApp,
                    ActivityManager.ProcessErrorStateInfo.NOT_RESPONDING,
                    activity, shortMsg, longMsg, null);
        }
        startAppProblemLSP();
        mApp.getWindowProcessController().stopFreezingActivities();
    }

喚醒 ANR 彈窗

if (mService.mUiHandler != null) {
                // 喚醒AppNotResponding彈窗
                Message msg = Message.obtain();
                msg.what = ActivityManagerService.SHOW_NOT_RESPONDING_UI_MSG;
                msg.obj = new AppNotRespondingDialog.Data(mApp, aInfo, aboveSystem);
                mService.mUiHandler.sendMessageDelayed(msg, anrDialogDelayMs);
            }

到這里，AppNotResponding的流程就講完了。

從AMS獲取App的ErrorState

AMS提供一個public的接口，用于查詢所有進程的ErrorState。

public List<ActivityManager.ProcessErrorStateInfo> getProcessesInErrorState() {
        synchronized (mProcLock) {
            // 遍歷所有進程
            mProcessList.forEachLruProcessesLOSP(false, app -> {
                // 獲取進程的mErrorState
                final ProcessErrorStateRecord errState = app.mErrorState;
                final boolean crashing = errState.isCrashing();
                final boolean notResponding = errState.isNotResponding();
                if ((app.getThread() != null) && (crashing || notResponding)) {
                    ActivityManager.ProcessErrorStateInfo report = null;
                    if (crashing) {
                       // 如果是crashing，需要獲取CrashingReport
                        report = errState.getCrashingReport();
                    } else if (notResponding) {
                       // 如果是notResponding，需要獲取notRespondingReport
                        report = errState.getNotRespondingReport();
                    }
                    if (report != null) {
                        if (errList[0] == null) {
                            errList[0] = new ArrayList<>(1);
                        }
                        errList[0].add(report);
                    } else {
                        Slog.w(TAG, "Missing app error report, app = " + app.processName +
                                " crashing = " + crashing +
                                " notResponding = " + notResponding);
                    }
                }
            });
        }
        return errList[0];
    }

這個方法的作用，主要是找到出現(xiàn) Crash 或 ANR 的進程列表?？梢酝ㄟ^循環(huán)調(diào)用該方法，判斷進程是否發(fā)生 ANR。

不過這個判斷不會很準(zhǔn)，因為只有當(dāng)發(fā)生 ANR 的進程的notRespondingReport生成后，才會返回該進程。由前面的分析克制，生成notRespondingReport的時機，是在dump trace完成之后，彈出ANR彈窗之前。

以下幾種情況會導(dǎo)致我們無法獲取到進程的ErrorState：

用戶可能在我們調(diào)用方法之間，殺掉進程
對于oppo和vivo手機，發(fā)生ANR后會自動殺死進程，幾乎沒辦法拿到

總結(jié)

當(dāng) ANR 發(fā)生時，系統(tǒng)會調(diào)用appNotResponding方法，修改進程的ErrorState狀態(tài)，同時dump豐富的信息。

主要流程如下：

將am_anr信息，輸出到EventLog（這是ANR發(fā)生的起點）
獲取重要進程的trace信息，保存到/data/anr/traces.txt
- Java進程：當(dāng)前進程、parent進程、system_server、top 5的進程
- Native進程：audioserver、cameraserver等
將ANR reason和CPU使用情況，輸出到 MainLog
將CPU使用情況及traces文件信息，保存到/data/system/dropbox
如果是后臺ANR，直接殺進程
如果是前臺ANR，設(shè)置notRespondingReport，激活 ANR 彈窗