ANR

如果 Android 应用的界面线程处于阻塞状态的时间过长，会触发“应用无响应”(ANR) 错误。如果应用位于前台，系统会向用户显示一个对话框，如图 1 所示。ANR 对话框会为用户提供强制退出应用的选项。

向用户显示的 ANR 对话框。
图 1. 向用户显示的 ANR 对话框

ANR 是一个问题，因为负责更新界面的应用主线程无法处理用户输入事件或绘制操作，这会引起用户的不满。如需详细了解应用的主线程，请参阅进程和线程概览。

出现以下任何情况时，系统都会针对您的应用触发 ANR：

  • 输入调度超时：如果您的应用在 5 秒内未响应输入事件（例如按键或屏幕触摸）。
  • 执行服务：如果应用声明的服务无法在几秒内完成 Service.onCreate 和 Service.onStartCommand/Service.onBind 执行。
  • 未调用 Service.startForeground：如果您的应用使用 Context.startForegroundService 在前台启动新服务，但该服务在 5 秒内未调用 startForeground。
  • intent 广播：如果 BroadcastReceiver 在设定的一段时间内没有执行完毕。如果应用有任何前台 activity，此超时期限为 5 秒。
  • JobScheduler 互动：如果 JobService 未在几秒钟内从 JobService.onStartJob 或 JobService.onStopJob 返回，或者如果用户发起的作业启动，而您的应用在调用 JobService.onStartJob 后的几秒内未调用 JobService.setNotification。对于以 Android 13 及更低版本为目标平台的应用，ANR 会保持静默状态，且不会报告给应用。对于以 Android 14 及更高版本为目标平台的应用，ANR 会保持活动状态，并会报告给应用。

如果您的应用遇到 ANR 错误，您可以使用本文档中的指南来诊断和解决问题。

检测问题

如果您已发布应用，则可以使用 Android Vitals 查看有关应用的 ANR 的信息。您可以使用其他工具检测现场 ANR 问题，但请注意，与 Android Vitals 不同，第三方工具无法报告 Android 10 及更低版本的 ANR 问题。

Android Vitals

Android Vitals 可帮助您监控和降低应用的 ANR 发生率。Android Vitals 会衡量多种 ANR 发生率：

  • ANR 发生率：遇到任何类型的 ANR 的日活跃用户数所占的百分比。
  • 用户感知的 ANR 发生率：遇到过至少 1 次用户感知的 ANR 的日活跃用户数所占的百分比。目前，我们仅将 Input dispatching timed out 类型的 ANR 视为用户感知。
  • 多次 ANR 发生率：遇到过至少 2 次 ANR 的日活跃用户数所占百分比。

日活跃用户是指一天内在单一设备上（可能在多次会话中）使用您的应用的唯一身份用户。如果一位用户在一天中通过多台设备使用您的应用，则系统会针对每台设备统计这一天的活跃用户数。

“用户感知的 ANR 发生率”是 Android Vitals 核心指标，也就是说，它会影响您的应用在 Google Play 上的曝光度。此指标很重要，因为在用户与应用互动时，它统计的 ANR 错误总是会发生，造成最严重的中断。

Play 针对此指标定义了两个不良行为阈值：

  • 整体不良行为阈值：在所有设备型号上，至少有 0.47% 的日活跃用户遇到用户感知的 ANR。
  • 单一设备不良行为阈值：在单个设备型号上，至少有 8% 的日活跃用户遇到用户感知的 ANR。

如果您的应用超过了整体不良行为阈值，则在所有设备上的曝光度可能会降低。如果您的应用在某些设备上超出了单一设备不良行为阈值，则在这些设备上的曝光度可能会降低，并且您的商品详情中可能会显示警告。

当您的应用出现 ANR 错误的次数太多时，Android Vitals 可以通过 Play 管理中心向您发出提醒。

如需了解 Google Play 如何收集 Android Vitals 数据，请参阅 Play 管理中心文档。

诊断 ANR

诊断 ANR 时需要考虑以下几种常见模式：

  • 应用在主线程上非常缓慢地执行涉及 I/O 的操作。
  • 应用在主线程上进行长时间的计算。
  • 主线程在对另一个进程进行同步 binder 调用，而后者需要很长时间才能返回。
  • 主线程处于阻塞状态，为发生在另一个线程上的长操作等待同步的块。
  • 主线程在进程中或通过 binder 调用与另一个线程之间发生死锁。主线程不只是在等待长操作执行完毕，而且处于死锁状态。

以下技术可帮助您确定 ANR 的原因。

HealthStats

HealthStats 会捕获用户和系统总时间、CPU 时间、网络、无线装置统计信息、屏幕开启/关闭时间以及唤醒闹钟，以提供与应用运行状况相关的信息。这有助于您衡量整体 CPU 使用率和耗电情况。

调试

Debug 有助于在开发过程中检查 Android 应用（包括跟踪和分配计数），以发现应用中的卡顿和延迟问题。您还可以使用 Debug 获取运行时和原生内存计数器以及内存指标，这有助于确定特定进程的内存占用量。

ApplicationExitInfo

ApplicationExitInfo 适用于 Android 11（API 级别 30）或更高版本，并可提供有关应用退出原因的信息。此类原因包括 ANR、内存不足、应用崩溃、CPU 使用率过高、用户中断、系统中断和运行时权限更改。

严格模式

使用 StrictMode 有助于您在开发应用时发现主线程上的意外 I/O 操作。您可以在应用级别或 activity 级别使用 StrictMode。

启用后台 ANR 对话框

只有在设备的开发者选项中启用了显示所有 ANR 时，Android 才会针对花费过长时间处理广播消息的应用显示 ANR 对话框。因此，即使应用遇到性能问题，系统也并不会始终向用户显示后台 ANR 对话框。

重组瓶颈

使用 Android Studio 性能分析器和布局检查器来找出重组瓶颈。如需了解详情，请参阅 Jetpack Compose 性能。

拉取跟踪信息文件

Android 会在遇到 ANR 时存储跟踪信息。在较低的操作系统版本中，设备上只有一个 /data/anr/traces.txt 文件。在较新的操作系统版本中，有多个 /data/anr/anr_* 文件。您可以使用 Android 调试桥 (adb) 作为根，从设备或模拟器中获取 ANR 跟踪信息：

adb root
adb shell ls /data/anr
adb pull /data/anr/<filename>

您可以使用设备上的“生成 bug 报告”开发者选项或开发机器上的 adb bugreport 命令，从实体设备获取 bug 报告。如需了解详情，请参阅获取和阅读 bug 报告。

解决问题

找出问题后，您可以参考本节中的提示解决常见问题。

主线程上执行速度缓慢的代码

在您的代码中找出应用的主线程忙碌时间超过 5 秒的位置。在您的应用中查找可疑用例并尝试重现 ANR。

一个常见的问题是在可组合项中直接运行长时间运行的任务：

@Composable
fun BadList(rawStrings: List<String>) {
    // Math or sorting inside the composable runs on EVERY recomposition pass!
    val heavilyProcessedList = rawStrings
        .filter { it.isNotBlank() }
        .map { it.uppercase().reversed() }
        .map { it.computationallyHeavyFunction() }
.sortedBy { it.length }
    LazyColumn { items(sortedList) { Text(it) } }
}

// Modern Compose-first fix
@Composable
fun GoodList(viewModel: MyViewModel = viewModel()) {
    val uiState by viewModel.uiState.collectAsStateWithLifecycle()

    // UI simply renders state; no heavy processing allowed here
    LazyColumn { items(uiState.sortedData) { Text(it) } }
}

主线程上的 I/O

在主线程上执行 I/O 操作是导致主线程上操作速度缓慢的常见原因，主线程上操作速度缓慢会导致 ANR。在 Compose 中，开发者在尝试派生初始状态时，经常会意外触发磁盘读取（例如 SharedPreferences 或数据库调用）。

在界面层之外执行长时间运行的 I/O 操作。在 ViewModel 中使用 withContext(Dispatchers.IO)，或者，更好的是，在数据层中使用 Repository。

死锁

线程进入等待状态时会发生死锁，因为所需资源由另一个线程持有，而该线程也在等待第一个线程持有的资源。如果应用的主线程处于这种情况，很可能会发生 ANR。

计算机科学领域对死锁现象进行了充分研究，目前有一些死锁预防算法可用于避免死锁。

如需了解详情，请参阅维基百科上的死锁和死锁预防算法。

使用 Kotlin 和 Compose 时，您可以使用非阻塞协程互斥锁 (Mutex.withLock) 替换原始锁，通过挂起执行上下文（而不是冻结界面线程）来防止线程阻塞。例如：

import kotlinx.coroutines.sync.Mutex
import kotlinx.coroutines.sync.withLock

// Modern non-blocking concurrency state architecture
class SecureDataRepository {
    private val mutex = Mutex()

    suspend fun safeUIAccess() {
        // If locked, the main thread suspends seamlessly, preventing an ANR
        mutex.withLock {
            performSafeOperation()
        }
    }
}

执行速度缓慢的广播接收器

应用可以通过广播接收器响应广播消息，例如启用或停用飞行模式或更改连接状态。如果应用处理广播消息的用时过长，就会发生 ANR。

以下情况下会发生 ANR：

您的应用应只在 BroadcastReceiver 的 onReceive 方法中执行短操作。不过，如果您的应用因广播消息而需要进行更复杂的处理，您应将该任务推迟到 ViewModel（利用 Kotlin 协程、作用域和调度器的强大功能），前提是该任务预计最多需要几秒钟的时间；或者推迟到任何类型的状态容器 (state holder)，或者推迟到 WorkManager，前提是该任务预计需要几秒钟以上的时间。

GameActivity

GameActivity 库可以减少针对使用 C 或 C++ 编写的游戏和应用所做的案例研究中探讨的 ANR 问题。如果您将现有的原生 activity 替换为 GameActivity，则可以减少界面线程阻塞并防止某些 ANR 发生。

如需详细了解 ANR，请参阅让您的应用随时能迅速响应。如需详细了解线程，请参阅通过线程处理提升性能。

其他资源

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  • 注意：当 JavaScript 处于关闭状态时，系统会显示链接文字
  • 过多唤醒