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Android发生ANR后的信息采集过程

2023-07-28 11:12:48 作者：尹学姐

这篇文章主要为大家介绍了Android发生ANR后的信息采集过程，有需要的朋友可以借鉴参考下，希望能够有所帮助，祝大家多多进步，早日升职加薪

发生ANR后

系统会为我们提供一些信息，便于我们分析问题，如生成trace文件，在log中打印CPU信息等。

这篇文章，我们来看看ANR发生之后，系统会提供给我们哪些信息，以及这些信息是如何采集和输出的。

系统提供的信息

系统提供给我们的信息，主要有：

EventLog中会打印 "am_anr" 的日志
MainLog中会打印ANR发生的进程、原因、CPU负载等信息
/data/anr路径下会生成一个trace文件，打印出主要进程的堆栈信息
dropbox会保存trace文件和CPU负载信息data/system/dropbox目录

采集信息源码

发生 ANR 后，不管是哪种类型的 ANR，系统都会调用到appNotResponding方法中，进行信息的采集工作。

这个方法所在的位置，在不同的Android版本有区别。旧版本是在AMS中，新版本是在ProcessErrorStateRecord类中。

我们以新版本的appNotResponding源码为例，分步进行讲解。

appNotResponding传入参数

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发生的原因。

先获取一次CPU信息

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

设置annotation

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

判断是否需要跳过

// 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;
            }

有几种情况会跳过：

如果正在关机中
如果已经被标记为notResponding，正在处理 ANR 中
进程正在 crash 处理中
进程已经被 AMS 杀掉
进程已经被杀

设置notResponding的标记

setNotResponding(true);

打印am_anr的EventLog

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

获取需要dump的所有进程id

// 先把当前进程添加到firstPids
            firstPids.add(pid);
            // 如果是silentAnr，则不需要dump其他进程，silentAnr主要是后台anr
            isSilentAnr = isSilentAnr();
            if (!isSilentAnr && !onlyDumpSelf) {
               // 将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，将system_server加入firstPids
                if (MY_PID != pid && MY_PID != parentPid) firstPids.add(MY_PID);
                final int ppid = parentPid;
                // 所有进程，按lru的顺序排列
                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); // 将persisitent进程加入firstPids
                            } else if (r.mServices.isTreatedLikeActivity()) {
                                firstPids.add(myPid);   // treatedLikeActivity
                            } else {
                                lastPids.put(myPid, Boolean.TRUE);  // 其他进程加入lastPids
                            }
                        }
                    }
                });
            }
        }

加入firstPids的进程：

当前进程
parent 进程
system_server 进程

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");

初始化一个StringBuilder对象info，用来记录输出到mainLog里的内容。

主要包含如下内容：

ANR in xxx
PID: xxx
Reason: xxx (shortMsg)
Parent: xxx (可能没有）
ErrorId: xxx (可能没有)
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++) {
                // 写死在watchdog中的native进程，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写死在WatchDog.java文件，主要包含audioserver、cameraserver等。

开始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文件的具体细节，以及SignalCatcher线程监听信号，下一篇文章再详细讲。

再次获取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为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目录

如果是后台 ANR，直接杀进程

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

设置App的notRespondingReport（到这里，AMS 才能查询到进程是否发生 ANR）

synchronized (mProcLock) {
                // 设置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) {
            // 设置NotRespondingReport
            mNotRespondingReport = mService.mAppErrors.generateProcessError(mApp,
                    ActivityManager.ProcessErrorStateInfo.NOT_RESPONDING,
                    activity, shortMsg, longMsg, null);
        }
        startAppProblemLSP();
        mApp.getWindowProcessController().stopFreezingActivities();
    }

唤醒 ANR 弹窗

if (mService.mUiHandler != null) {
                // 唤醒AppNotResponding弹窗
                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);
            }

到这里，AppNotResponding的流程就讲完了。

从AMS获取App的ErrorState

AMS提供一个public的接口，用于查询所有进程的ErrorState。

public List<ActivityManager.ProcessErrorStateInfo> getProcessesInErrorState() {
        synchronized (mProcLock) {
            // 遍历所有进程
            mProcessList.forEachLruProcessesLOSP(false, app -> {
                // 获取进程的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，需要获取CrashingReport
                        report = errState.getCrashingReport();
                    } else if (notResponding) {
                       // 如果是notResponding，需要获取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];
    }

这个方法的作用，主要是找到出现 Crash 或 ANR 的进程列表。可以通过循环调用该方法，判断进程是否发生 ANR。

不过这个判断不会很准，因为只有当发生 ANR 的进程的notRespondingReport生成后，才会返回该进程。由前面的分析克制，生成notRespondingReport的时机，是在dump trace完成之后，弹出ANR弹窗之前。

以下几种情况会导致我们无法获取到进程的ErrorState：

用户可能在我们调用方法之间，杀掉进程
对于oppo和vivo手机，发生ANR后会自动杀死进程，几乎没办法拿到

总结

当 ANR 发生时，系统会调用appNotResponding方法，修改进程的ErrorState状态，同时dump丰富的信息。

主要流程如下：

将am_anr信息，输出到EventLog（这是ANR发生的起点）
获取重要进程的trace信息，保存到/data/anr/traces.txt
- Java进程：当前进程、parent进程、system_server、top 5的进程
- Native进程：audioserver、cameraserver等
将ANR reason和CPU使用情况，输出到 MainLog
将CPU使用情况及traces文件信息，保存到/data/system/dropbox
如果是后台ANR，直接杀进程
如果是前台ANR，设置notRespondingReport，激活 ANR 弹窗

以上就是Android发生ANR后的信息采集过程的详细内容，更多关于Android ANR信息采集的资料请关注脚本之家其它相关文章！

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从AMS获取App的ErrorState

总结

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