Estudo de caso: depurar um ANR

Nesta página, mostramos como depurar um erro do tipo O app não está respondendo (ANR) usando o ProfilingManager com um exemplo de rastreamento do sistema.

Configurar o app para coletar ANRs

Comece configurando um acionador de ANR no app:

Kotlin

fun addANRTrigger() {
    val profilingManager =
        applicationContext.getSystemService(ProfilingManager::class.java) ?: return
    val triggers = ArrayList<ProfilingTrigger>()
    val triggerBuilder = ProfilingTrigger.Builder(ProfilingTrigger.TRIGGER_TYPE_ANR)
    triggers.add(triggerBuilder.build())
    val callbackExecutor: Executor = Executors.newSingleThreadExecutor()
    val resultCallback = Consumer<ProfilingResult> { profilingResult ->
        // Handle uploading trace to your back-end
    }
    profilingManager.registerForAllProfilingResults(callbackExecutor, resultCallback)
    profilingManager.addProfilingTriggers(triggers)
}

Java

public void addANRTrigger() {
  ProfilingManager profilingManager = getApplicationContext().getSystemService(
      ProfilingManager.class);
  List<ProfilingTrigger> triggers = new ArrayList<>();
  ProfilingTrigger.Builder triggerBuilder = new ProfilingTrigger.Builder(
      ProfilingTrigger.TRIGGER_TYPE_ANR);
  triggers.add(triggerBuilder.build());
  Executor callbackExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
  Consumer<ProfilingResult> resultCallback =
      profilingResult -> {
        // Handle uploading trace to your back-end
      };
  profilingManager.registerForAllProfilingResults(callbackExecutor, resultCallback);
  profilingManager.addProfilingTriggers(triggers);
}

Depois de capturar e fazer upload de um rastro de ANR, você pode inspecioná-lo manualmente na interface do Perfetto, conforme mostrado nas etapas a seguir, ou automatizar a investigação de ANR com um agente de IA.

Analisar o trace

Como o ANR acionou o rastro, você sabe que ele terminou quando o sistema detectou falta de resposta na linha de execução principal do app (ou quando outro tempo limite ocorreu). A Figura 1 mostra como navegar até a linha de execução principal do app, que é marcada de acordo na interface.

Navegação da interface do Perfetto para a linha de execução principal do app.
Figura 1. Navegação para a linha de execução principal do app.

O fim do rastro corresponde ao carimbo de data/hora do ANR, como mostrado na Figura 2.

Interface do Perfetto mostrando o final de um rastro, destacando o local do acionador de ANR.
Figura 2. Local do gatilho de ANR.

Quando o ANR ocorreu, a linha de execução principal estava executando a fração handleNetworkResponse dentro de MyApp:SubmitButton, que consumiu 1,48 segundo de tempo de CPU (Figura 3).

Interface do Perfetto mostrando o tempo de CPU consumido pela execução de handleNetworkResponse no momento do ANR.
Figura 3. Execução no momento do ANR.

Depender apenas de um despejo de pilha feito no momento do ANR pode atribuir incorretamente o congelamento inteiramente a handleNetworkResponse. No entanto, 1,48 segundo não é tempo suficiente para acionar um ANR.Por isso, é necessário inspecionar o que bloqueou a linha de execução principal antes.

Comece localizando o último frame de interface renderizado antes do congelamento (Choreographer#doFrame 551275), que precede imediatamente a fração MyApp:SubmitButton (Figura 4).

Interface do Perfetto mostrando o último frame renderizado pela linha de execução de interface antes do ANR.
Figura 4. Último frame do app gerado antes do ANR.

Para entender o bloqueio, diminua o zoom para inspecionar toda a fração MyApp:SubmitButton. Você vai notar um detalhe crítico nos estados da linha de execução para o intervalo selecionado manualmente na Figura 5: a linha de execução passou cerca de 75% do tempo (6,7 segundos) no estado Sleeping e apenas 24% do tempo no estado Running.

Interface do Perfetto mostrando estados de linha de execução durante uma operação, destacando 75% de tempo de suspensão e 24% de tempo de execução.
Figura 5. Estados da linha de execução durante a operação MyApp:SubmitButton.

Isso indica que a causa principal do ANR foi a espera, não a computação. Analise as ocorrências de sono individuais para encontrar um padrão.

Interface do Perfetto mostrando o primeiro intervalo de suspensão na fração de rastreamento MyAppSubmitButton.
Figura 6. Primeiro horário de sono em MyApp:SubmitButton.
Interface do Perfetto mostrando o segundo intervalo de suspensão na fração de rastro MyAppSubmitButton.
Figura 7. Segundo horário de sono em MyApp:SubmitButton.
Interface do Perfetto mostrando o terceiro intervalo de suspensão na fração de rastro MyAppSubmitButton.
Figura 8. Terceiro horário de sono em MyApp:SubmitButton.
Interface do Perfetto mostrando o quarto intervalo de suspensão na fração de rastro MyAppSubmitButton.
Figura 9. Quarto horário de sono em MyApp:SubmitButton.

Os três primeiros intervalos de suspensão (Figuras 6 a 8) têm aproximadamente 2 segundos cada, e o quarto intervalo (Figura 9) tem 0,7 segundo. Pausas repetidas de dois segundos sugerem fortemente um tempo limite programado que tentou três vezes antes de ter sucesso na quarta tentativa, acumulando atraso suficiente para acionar um ANR (Figura 10).

Interface do Perfetto mostrando um resumo dos atrasos durante a fração de rastro MyApp:SubmitButton, indicando vários intervalos de suspensão de 2 segundos.
Figura 10. Resumo dos atrasos durante o período de MyApp:SubmitButton.

Identificar a causa raiz no código

Para verificar essa hipótese, inspecione o código associado à seção de trace MyApp:SubmitButton:

Kotlin

fun setupButtonCallback() {
    findViewById<View>(R.id.submit).setOnClickListener {
        trace("MyApp:SubmitButton") {
            onClickSubmit()
        }
    }
}

fun onClickSubmit() {
    prepareNetworkRequest()

    var networkRequestSuccess = false
    var maxAttempts = 10
    while (!networkRequestSuccess && maxAttempts > 0) {
        networkRequestSuccess = performNetworkRequest(NETWORK_TIMEOUT_MILLISECS)
        maxAttempts--
    }

    if (networkRequestSuccess) {
        handleNetworkResponse()
    }
}

fun performNetworkRequest(timeoutMilliseconds: Int): Boolean {
    // ...
}

fun prepareNetworkRequest() {
    // ...
}

fun handleNetworkResponse() {
    trace("handleNetworkResponse") {
        // ...
    }
}

companion object {
    private const val NETWORK_TIMEOUT_MILLISECS = 2000
}

Java

private static final int NETWORK_TIMEOUT_MILLISECS = 2000;
public void setupButtonCallback() {
  findViewById(R.id.submit).setOnClickListener(submitButtonView -> {
    Trace.beginSection("MyApp:SubmitButton");
    onClickSubmit();
    Trace.endSection();
  });
}

public void onClickSubmit() {
  prepareNetworkRequest();

  boolean networkRequestSuccess = false;
  int maxAttempts = 10;
  while (!networkRequestSuccess && maxAttempts > 0) {
    networkRequestSuccess = performNetworkRequest(NETWORK_TIMEOUT_MILLISECS);
    maxAttempts--;
  }

  if (networkRequestSuccess) {
    handleNetworkResponse();
  }
}

boolean performNetworkRequest(int timeoutMiliseconds) {
  // ...
}


void prepareNetworkRequest() {
  // ...
}

public void handleNetworkResponse() {
  Trace.beginSection("handleNetworkResponse");
  // ...
  Trace.endSection();
}

O código confirma essa hipótese. O método onClickSubmit executa uma solicitação de rede na linha de execução de interface com um NETWORK_TIMEOUT_MILLISECS fixado no código de 2.000 ms. O mais importante é que ele é executado em um loop while que tenta novamente até 10 vezes.

Nesse trace específico, é provável que o usuário tenha tido uma conectividade de rede ruim. As três primeiras tentativas falharam, causando três tempos limite de 2 segundos (um total de 6 segundos). A quarta tentativa foi bem-sucedida após 0,7 segundo, permitindo que o código prossiga para handleNetworkResponse. No entanto, o tempo de espera acumulado já acionou o ANR.

Corrigir o ANR

Evite esse tipo de ANR movendo as operações relacionadas à rede que têm latências variáveis para uma linha de execução em segundo plano, em vez de executá-las na linha de execução principal. Isso mantém a interface responsiva mesmo com conectividade ruim, eliminando essa classe de ANRs.

Automatizar a investigação de ANRs com um agente de IA

Em vez de inspecionar manualmente as linhas do tempo e os intervalos de suspensão na interface do Perfetto, use um agente de programação de IA configurado com a habilidade de IA do Perfetto para consultar o trace de ANR e correlacioná-lo com sua base de código:

Analyze the Perfetto system trace at </path/to/trace.perfetto-trace>, which
corresponds to an ANR trace, and find the root cause of the ANR using the
Perfetto AI skill. The codebase is located at </path/to/codebase>.

O agente consulta o rastro com trace_processor e chega à mesma conclusão da investigação manual, sem se confundir com a fração handleNetworkResponse inacabada no final do rastro. Ele identifica que MyApp:SubmitButton bloqueou a linha de execução principal por mais de 9,2 segundos, reconstrói os três tempos limite de rede de 2 segundos e a quarta tentativa de 0,7 segundo em performNetworkRequest, além dos loops de espera ocupada da CPU em prepareNetworkRequest e handleNetworkResponse, e mapeia cada fase para ProfilingManagerJavaSnippets.java com uma recomendação para mover onClickSubmit para fora da linha de execução de interface:

# Perfetto ANR Root-Cause Analysis Report

* **Source Code:** `ProfilingManagerJavaSnippets.java`
* **Target Process:** `com.example.sampleapp` (`pid = 32579`, `upid = 27`)
* **Blocked Thread:** Main UI thread `ample.sampleapp` (`tid = 32579`, `utid = 760`)
* **Collection Mechanism:** Android `ProfilingManager` (`ProfilingTrigger.TRIGGER_TYPE_ANR`)

---

## 1. Executive Summary

> **Important:** The ANR in `com.example.sampleapp` is caused by executing **synchronous, blocking network retry logic (`Thread.sleep`) and heavy CPU busy-wait loops (`cpuIntensiveComputation`) directly on the main UI thread** inside the submit button click listener (`MyApp:SubmitButton` -> `onClickSubmit()`).

When the user taps the submit button at `7,967.78 ms` into the trace (`ts = 80459171444519`), the main UI thread is blocked continuously for **more than `9,281.30 ms`** (still unfinished when the trace ends at `17,249.08 ms`):

1. **`prepareNetworkRequest()`** runs a CPU busy-wait loop on the main thread for **`~1,019 ms`**.
2. **`performNetworkRequest(2000)`** executes in a synchronous `while` retry loop on the main thread. Each attempt begins with **`20 ms`** of CPU busy-waiting followed by a `Thread.sleep()`. The request times out (`2,000 ms` sleep) **3 times in a row** and succeeds on the **4th attempt** (`~701 ms` sleep), blocking the main thread for **`~6,764 ms`** across the 4 attempts (`6,703.18 ms` sleeping + `~60 ms` CPU).
3. **`handleNetworkResponse()`** begins at **`+7,783.44 ms`** after the button click and runs another `2,000 ms` CPU busy-wait loop on the main thread (`1,497.86 ms` captured before the trace ends).

    [Touch UP & Click (t = +0 ms)]
      -> prepareNetworkRequest() (~1,000 ms CPU Busy-Wait)
      -> Attempt #1 (Timeout: 20 ms CPU + 2,001 ms Sleep)
      -> Attempt #2 (Timeout: 20 ms CPU + 2,001 ms Sleep)
      -> Attempt #3 (Timeout: 20 ms CPU + 2,001 ms Sleep, crosses 5s ANR threshold)
      -> Attempt #4 (Success: 20 ms CPU + 701 ms Sleep)
      -> handleNetworkResponse() (1,498 ms CPU, unfinished at trace end)

## 2. PerfettoSQL Trace Analysis

### 2.1 Open Main-Thread Slices at Trace End

Querying `thread_or_process_slice` on the main thread (`utid = 760`) around and after the touch event shows that `MyApp:SubmitButton` and its nested slice `handleNetworkResponse` both have `dur = -1` (still open when the trace completed):

```sql
INCLUDE PERFETTO MODULE slices.with_context;

SELECT
  id,
  ts,
  (ts - trace_start()) / 1e6 AS rel_ts_ms,
  dur,
  IIF(dur = -1, trace_end() - ts, dur) / 1e6 AS effective_dur_ms,
  depth,
  name
FROM thread_or_process_slice
WHERE utid = 760 AND ts >= 80459169800000
ORDER BY ts;
```

| Slice ID | Slice Name | Start (`ts` ns) | Offset from Trace Start | Raw `dur` | Effective Duration (to trace end) | Depth |
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
| `40070` | `dispatchInputEvent MotionEvent UP` | `80459169801575` | `7,966.14 ms` | `190,633 ns` | `0.19 ms` | `0` |
| `40156` | **`MyApp:SubmitButton`** | `80459171444519` | `7,967.78 ms` | `-1` | **`9,281.30 ms`** | `0` |
| `97500` | **`handleNetworkResponse`** | `80466954886580` | `15,751.23 ms` | `-1` | **`1,497.86 ms`** | `1` |

---

### 2.2 Aggregate Main-Thread State (`thread_state`) During `MyApp:SubmitButton`

Aggregating `thread_state` for `utid = 760` from the start of `MyApp:SubmitButton` (`ts >= 80459171444519`) to the end of the trace reveals that the main thread spent **72.3%** of the time sleeping (`S`) and **27.6%** actively spinning on CPU (`Running`):

```sql
SELECT
  state,
  COUNT(*) AS cnt,
  SUM(dur) / 1e6 AS total_dur_ms,
  MIN(dur) / 1e6 AS min_dur_ms,
  MAX(dur) / 1e6 AS max_dur_ms
FROM thread_state
WHERE utid = 760 AND ts >= 80459171444519
GROUP BY state
ORDER BY total_dur_ms DESC;
```

| Thread State | Interval Count | Total Duration | Min Duration | Max Duration | Cause in Code |
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
| **`S` (Sleeping)** | `4` | **`6,703.18 ms`** | `700.78 ms` | `2,000.82 ms` | 4 `Thread.sleep()` calls in `performNetworkRequest()` |
| **`Running` (On CPU)** | `20` | **`2,559.81 ms`** | `0.00 ms` | `578.77 ms` | Busy-wait `while` loops in `cpuIntensiveComputation()` |
| **`R` (Runnable)** | `20` | **`2.11 ms`** | `0.01 ms` | `1.21 ms` | Scheduler wakeups and brief preemptions |

---

### 2.3 Phase-by-Phase Reconstruction (`thread_state` Intervals)

Querying individual `thread_state` intervals (`dur > 2 ms`) shows the exact sequence of CPU bursts and sleeps on the main thread:

```sql
SELECT
  ts,
  (ts - 80459171444519) / 1e6 AS ms_since_submit,
  dur / 1e6 AS dur_ms,
  state
FROM thread_state
WHERE utid = 760 AND ts >= 80459171444519 AND dur > 2e6
ORDER BY ts;
```

| Phase | Offset from Submit (`ms_since_submit`) | State | Duration (`dur_ms`) | Corresponding Code Execution |
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
| **1. Request Prep + Attempt #1 CPU** | `+0.63 ms` -> `+1,019.36 ms` | `Running` | **`1,018.68 ms`** *(across 5 slices)* | `prepareNetworkRequest()` (`1,000 ms` CPU) + Attempt #1 `cpuIntensiveComputation(20)` |
| **2. Network Attempt #1 (Timeout)** | `+1,019.36 ms` -> `+3,020.18 ms` | `S` (Sleep) | **`2,000.82 ms`** | `performNetworkRequest(2000)` -> `Thread.sleep(2000)` (`return false`) |
| **3. Network Attempt #2 (CPU)** | `+3,020.23 ms` -> `+3,040.24 ms` | `Running` | **`20.00 ms`** | Attempt #2 `cpuIntensiveComputation(20)` |
| **4. Network Attempt #2 (Timeout)** | `+3,040.24 ms` -> `+5,041.01 ms` | `S` (Sleep) | **`2,000.78 ms`** | `performNetworkRequest(2000)` -> `Thread.sleep(2000)` (`return false`) -- **5s input ANR threshold crossed** |
| **5. Network Attempt #3 (CPU)** | `+5,041.06 ms` -> `+5,061.30 ms` | `Running` | **`20.11 ms`** *(8.05 + 7.93 + 4.14 ms)* | Attempt #3 `cpuIntensiveComputation(20)` |
| **6. Network Attempt #3 (Timeout)** | `+5,061.30 ms` -> `+7,062.09 ms` | `S` (Sleep) | **`2,000.80 ms`** | `performNetworkRequest(2000)` -> `Thread.sleep(2000)` (`return false`) |
| **7. Network Attempt #4 (CPU)** | `+7,062.15 ms` -> `+7,082.38 ms` | `Running` | **`20.22 ms`** | Attempt #4 `cpuIntensiveComputation(20)` |
| **8. Network Attempt #4 (Success)** | `+7,082.38 ms` -> `+7,783.16 ms` | `S` (Sleep) | **`700.78 ms`** | `performNetworkRequest(2000)` hits `Math.random() < 0.2`, sleeps `~700 ms`, `return true` |
| **9. Handle Response (CPU)** | `+7,783.21 ms` -> `+9,281.30 ms` | `Running` | **`1,479.68 ms`** *(across 6 slices)* | `handleNetworkResponse()` (`Trace.beginSection("handleNetworkResponse")` at `+7,783.44 ms`) runs `cpuIntensiveComputation(2000)` until trace ends |

---

## 3. Code Mapping (`ProfilingManagerJavaSnippets.java`)

In `ProfilingManagerJavaSnippets.java` (lines `38` and `158-221`), the `OnClickListener` for `R.id.submit` runs `onClickSubmit()` directly on the main UI thread:

```java
private static final int NETWORK_TIMEOUT_MILLISECS = 2000;

public void setupButtonCallback() {
  findViewById(R.id.submit).setOnClickListener(submitButtonView -> {
    Trace.beginSection("MyApp:SubmitButton");
    onClickSubmit();
    Trace.endSection();
  });
}

public void onClickSubmit() {
  // 1. Blocks main thread on CPU for 1,000 ms
  prepareNetworkRequest();

  // 2. Synchronous retry loop on main thread (up to 10 attempts * 2,020 ms = 20.2 seconds!)
  boolean networkRequestSuccess = false;
  int maxAttempts = 10;
  while (!networkRequestSuccess && maxAttempts > 0) {
    networkRequestSuccess = performNetworkRequest(NETWORK_TIMEOUT_MILLISECS);
    maxAttempts--;
  }

  // 3. Blocks main thread on CPU for another 2,000 ms
  if (networkRequestSuccess) {
    handleNetworkResponse();
  }
}

boolean performNetworkRequest(int timeoutMilliseconds) {
  cpuIntensiveComputation(20);
  try {
    if (Math.random() < 0.2) {
      // Simulate performing a network request by waiting a random period of time
      int networkRequestTimeMs = (int) (Math.random() * timeoutMilliseconds);
      Thread.sleep(networkRequestTimeMs);
      return true;
    } else {
      // Simulate a timeout
      Thread.sleep(timeoutMilliseconds);
    }
  } catch (InterruptedException e) {
  }
  return false;
}

void cpuIntensiveComputation(int durationMs) {
  long start = System.currentTimeMillis();
  while (System.currentTimeMillis() - start < durationMs) {
  }
}

void prepareNetworkRequest() {
  cpuIntensiveComputation(1000);
}

public void handleNetworkResponse() {
  Trace.beginSection("handleNetworkResponse");
  cpuIntensiveComputation(2000);
  Trace.endSection();
}
```

---

## 4. Recommended Remediation

> **Tip:** Never perform network I/O, `Thread.sleep()`, or multi-hundred-millisecond CPU computations on the Android main UI thread.

1. **Offload `onClickSubmit()` to a Background Thread / Coroutine:**
   * In Java, dispatch `prepareNetworkRequest()`, the `performNetworkRequest()` retry loop, and heavy response processing in `handleNetworkResponse()` to a background `ExecutorService` (e.g., `Executors.newSingleThreadExecutor()`), then marshal only lightweight UI updates back to the main thread via `runOnUiThread(...)` or `View.post(...)`.
   * In Kotlin, use `lifecycleScope.launch(Dispatchers.IO)` (for network waiting) and `withContext(Dispatchers.Default)` (for CPU-intensive preparation/parsing).
2. **Use Non-Blocking / Asynchronous Retries with Backoff:**
   * Avoid holding threads with `Thread.sleep()` inside tight retry loops; use asynchronous HTTP client timeouts/retries or `WorkManager` for deferrable background network tasks.