当 Android 应用的界面线程长时间被阻塞时，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 对话框让用户有机会强制退出应用。
图 1. 向用户显示的 ANR 对话框
ANR 是一个问题，因为应用的主线程（负责更新界面）无法处理用户输入事件或进行绘制，这会给用户带来困扰。如需详细了解应用的主线程，请参阅进程和线程。
当发生以下任一情况时，您的应用会触发 ANR：
- 输入分发超时：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：如果您的应用声明的服务无法在几秒钟内完成执行
Service.onCreate()和Service.onStartCommand()/Service.onBind()。 - 未调用 Service.startForeground()：如果您的应用使用
Context.startForegroundService()在前台启动新服务，但该服务未在 5 秒内调用startForeground()。 - 意图广播：如果
BroadcastReceiver未在设定的时间内完成执行。如果应用在前台有任何 Activity，此超时时间为 5 秒。 - JobScheduler 交互：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后，您的应用未在调用JobService.onStartJob()后的几秒钟内调用JobService.setNotification()。对于面向 Android 13 及以下版本的应用，ANR 是静默的，不会报告给应用。对于面向 Android 14 及以上版本的应用，ANR 是明确的，会报告给应用。
如果您的应用遇到 ANR，您可以使用本文中的指导来诊断并解决问题。
检测问题
如果您已发布应用，则可以使用 Android Vitals 来查看应用的 ANR 信息。您可以使用其他工具来检测现场 ANR，但请注意，与 Android Vitals 不同，第三方工具无法报告 Android 旧版本（Android 10 及以下版本）上的 ANR。
Android Vitals
Android Vitals 可以帮助您监控和改进应用的 ANR 率。Android Vitals 衡量以下几种 ANR 率：
- ANR 率：每日活跃用户中遇到任何类型 ANR 的百分比。
- 用户感知 ANR 率：每日活跃用户中至少遇到一次用户感知 ANR 的百分比。目前，只有类型为
Input dispatching timed out的 ANR 才被视为用户感知。 - 多次 ANR 率：每日活跃用户中至少遇到两次 ANR 的百分比。
每日活跃用户是指在单个设备上，在一天内使用您的应用（可能跨多个会话）的唯一用户。如果用户在一天内使用您的应用超过一台设备，则每台设备都会计入当天的活跃用户数。如果多个用户在一天内使用同一设备，则计为一名活跃用户。
用户感知 ANR 率是一项核心重要指标，这意味着它会影响您的应用在 Google Play 上的可发现性。它很重要，因为它所计数的 ANR 总是发生在用户与应用交互时，从而造成最大的中断。
Play 已在此指标上定义了两个不良行为阈值：
- 总体不良行为阈值：所有设备型号中，至少有 0.47% 的每日活跃用户遇到用户感知 ANR。
- 每设备不良行为阈值：对于单个设备型号，至少有 8% 的每日用户遇到用户感知 ANR。
如果您的应用超过了总体不良行为阈值，它在所有设备上的可发现性可能会降低。如果您的应用在某些设备上超过了每设备不良行为阈值，它在这些设备上的可发现性可能会降低，并且您的商店信息中可能会显示警告。
Android Vitals 可以通过 Play 管理中心在您的应用出现过多 ANR 时向您发出提醒。
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 时需要注意一些常见模式：
- 应用在主线程上执行涉及 I/O 的缓慢操作。
- 应用在主线程上执行长时间计算。
- 主线程对另一个进程执行同步 Binder 调用，而另一个进程返回时间过长。
- 主线程被阻塞，等待另一个线程上正在进行的长时间操作的同步块。
- 主线程与另一个线程（在您的进程中或通过 Binder 调用）发生死锁。主线程不仅仅是等待长时间操作完成，而是处于死锁状态。如需了解详情，请参阅维基百科上的死锁。
以下技术可以帮助您确定 ANR 的原因。
HealthStats
HealthStats 通过捕获总用户和系统时间、CPU 时间、网络、无线电统计信息、屏幕开/关时间以及唤醒闹钟来提供有关应用运行状况的指标。这有助于衡量整体 CPU 使用率和电池消耗。
Debug
Debug 有助于在开发过程中检查 Android 应用，包括跟踪和分配计数，以识别应用中的卡顿和延迟。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，这有助于识别特定进程的内存占用。
ApplicationExitInfo
ApplicationExitInfo 在 Android 11（API 级别 30）或更高版本上可用，并提供有关应用退出的原因的信息。这包括 ANR、内存不足、应用崩溃、CPU 使用率过高、用户中断、系统中断或运行时权限更改。
严格模式
在开发应用时，使用 StrictMode 有助于您发现主线程上意外的 I/O 操作。您可以在应用或 Activity 级别使用 StrictMode。
启用后台 ANR 对话框
Android 仅在设备的开发者选项中启用显示所有 ANR 时，才会针对处理广播消息时间过长的应用显示 ANR 对话框。因此，后台 ANR 对话框不总是向用户显示，但应用仍可能遇到性能问题。
Traceview
您可以使用 Traceview 获取正在运行的应用的跟踪信息，同时遍历用例并识别主线程繁忙的位置。有关如何使用 Traceview 的信息，请参阅使用 Traceview 和 dmtracedump 进行分析。
拉取跟踪文件
Android 在发生 ANR 时会存储跟踪信息。在旧版操作系统上，设备上有一个 /data/anr/traces.txt 文件。在新版操作系统上，有多个 /data/anr/anr_* 文件。您可以使用作为 root 用户的 Android 调试桥 (adb) 从设备或模拟器访问 ANR 跟踪。
adb root
adb shell ls /data/anr
adb pull /data/anr/<filename>
您可以使用设备上的“获取 bug 报告”开发者选项或开发机器上的 adb bugreport 命令从物理设备捕获 bug 报告。如需了解详情，请参阅捕获和读取 bug 报告。
解决问题
确定问题后，您可以使用本节中的提示来解决常见问题。
主线程上的慢代码
找出代码中应用主线程繁忙超过 5 秒的位置。查找应用中可疑的用例并尝试重现 ANR。
例如，图 2 显示了一个 Traceview 时间轴，其中主线程繁忙超过 5 秒。
图 2. Traceview 时间轴显示主线程繁忙
图 2 显示，大部分有问题的代码发生在 onClick(View) 处理程序中，如以下代码示例所示：
Kotlin
override fun onClick(v: View) { // This task runs on the main thread. BubbleSort.sort(data) }
Java
@Override public void onClick(View view) { // This task runs on the main thread. BubbleSort.sort(data); }
在这种情况下，您应该将主线程中运行的工作移至工作线程。Android 框架包含可以帮助将任务移至工作线程的类。如需了解详情，请参阅工作线程。
主线程上的 I/O
在主线程上执行 I/O 操作是导致主线程操作缓慢的常见原因，这可能会导致 ANR。建议将所有 I/O 操作移至工作线程，如上一节所示。
I/O 操作的一些示例是网络和存储操作。如需了解详情，请参阅执行网络操作和保存数据。
锁争用
在某些情况下，导致 ANR 的工作并非直接在应用的主线程上执行。如果工作线程持有主线程完成其工作所需的资源的锁，则可能会发生 ANR。
例如，图 3 显示了一个 Traceview 时间轴，其中大部分工作都在工作线程上执行。
图 3. Traceview 时间轴显示工作在工作线程上执行
但是，如果您的用户仍然遇到 ANR，您应该查看 Android 设备监视器中主线程的状态。通常，如果主线程已准备好更新界面并且通常响应迅速，则它处于 RUNNABLE 状态。
但是，如果主线程无法恢复执行，则它处于 BLOCKED 状态，并且无法响应事件。此状态在 Android 设备监视器上显示为“Monitor”或“Wait”，如图 5 所示。
图 4. 主线程处于监视器状态
以下跟踪显示了一个应用的阻塞等待资源的主线程：
...
AsyncTask #2" prio=5 tid=18 Runnable
| group="main" sCount=0 dsCount=0 obj=0x12c333a0 self=0x94c87100
| sysTid=25287 nice=10 cgrp=default sched=0/0 handle=0x94b80920
| state=R schedstat=( 0 0 0 ) utm=757 stm=0 core=3 HZ=100
| stack=0x94a7e000-0x94a80000 stackSize=1038KB
| held mutexes= "mutator lock"(shared held)
at com.android.developer.anrsample.BubbleSort.sort(BubbleSort.java:8)
at com.android.developer.anrsample.MainActivity$LockTask.doInBackground(MainActivity.java:147)
- locked <0x083105ee> (a java.lang.Boolean)
at com.android.developer.anrsample.MainActivity$LockTask.doInBackground(MainActivity.java:135)
at android.os.AsyncTask$2.call(AsyncTask.java:305)
at java.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:237)
at android.os.AsyncTask$SerialExecutor$1.run(AsyncTask.java:243)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1133)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:607)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:761)
...
检查跟踪有助于您找到阻塞主线程的代码。以下代码负责持有阻塞之前跟踪中主线程的锁：
Kotlin
override fun onClick(v: View) { // The worker thread holds a lock on lockedResource LockTask().execute(data) synchronized(lockedResource) { // The main thread requires lockedResource here // but it has to wait until LockTask finishes using it. } } class LockTask : AsyncTask<Array<Int>, Int, Long>() { override fun doInBackground(vararg params: Array<Int>): Long? = synchronized(lockedResource) { // This is a long-running operation, which makes // the lock last for a long time BubbleSort.sort(params[0]) } }
Java
@Override public void onClick(View v) { // The worker thread holds a lock on lockedResource new LockTask().execute(data); synchronized (lockedResource) { // The main thread requires lockedResource here // but it has to wait until LockTask finishes using it. } } public class LockTask extends AsyncTask<Integer[], Integer, Long> { @Override protected Long doInBackground(Integer[]... params) { synchronized (lockedResource) { // This is a long-running operation, which makes // the lock last for a long time BubbleSort.sort(params[0]); } } }
另一个示例是应用的主线程正在等待工作线程的结果，如以下代码所示。请注意，在 Kotlin 中不推荐使用 wait() 和 notify()，Kotlin 有其自己的处理并发的机制。如果可能，在使用 Kotlin 时应使用 Kotlin 特定的机制。
Kotlin
fun onClick(v: View) { val lock = java.lang.Object() val waitTask = WaitTask(lock) synchronized(lock) { try { waitTask.execute(data) // Wait for this worker thread’s notification lock.wait() } catch (e: InterruptedException) { } } } internal class WaitTask(private val lock: java.lang.Object) : AsyncTask<Array<Int>, Int, Long>() { override fun doInBackground(vararg params: Array<Int>): Long? { synchronized(lock) { BubbleSort.sort(params[0]) // Finished, notify the main thread lock.notify() } } }
Java
public void onClick(View v) { WaitTask waitTask = new WaitTask(); synchronized (waitTask) { try { waitTask.execute(data); // Wait for this worker thread’s notification waitTask.wait(); } catch (InterruptedException e) {} } } class WaitTask extends AsyncTask<Integer[], Integer, Long> { @Override protected Long doInBackground(Integer[]... params) { synchronized (this) { BubbleSort.sort(params[0]); // Finished, notify the main thread notify(); } } }
还有一些其他情况可能会阻塞主线程，包括使用 Lock、Semaphore 的线程，以及资源池（例如数据库连接池）或其他互斥 (mutex) 机制。
您应该评估您的应用通常在资源上持有的锁，但如果您想避免 ANR，那么您应该查看主线程所需资源所持有的锁。
确保锁的持有时间最短，或者更好的是，评估应用是否首先需要持有该锁。如果您使用锁来根据工作线程的处理来确定何时更新界面，请使用 onProgressUpdate() 和 onPostExecute() 等机制在工作线程和主线程之间进行通信。
死锁
当一个线程进入等待状态，因为所需的资源被另一个线程持有，而该线程也在等待第一个线程持有的资源时，就会发生死锁。如果应用的主线程处于这种情况，很可能会发生 ANR。
死锁是计算机科学中一个被充分研究的现象，有死锁预防算法可以用来避免死锁。
慢速广播接收器
应用可以通过广播接收器响应广播消息，例如启用或禁用飞行模式，或连接状态更改。当应用处理广播消息时间过长时，就会发生 ANR。
在以下情况下会发生 ANR：
- 广播接收器未在相当长的时间内完成执行其
onReceive()方法。 - 广播接收器调用
goAsync()但未在PendingResult对象上调用finish()。
您的应用只应在 BroadcastReceiver 的 onReceive() 方法中执行短时操作。但是，如果您的应用因广播消息需要更复杂的处理，您应该将任务推迟到 IntentService。
您可以使用 Traceview 等工具来识别您的广播接收器是否在应用的主线程上执行长时间运行的操作。例如，图 6 显示了一个广播接收器在主线程上处理消息约 100 秒的时间轴。
图 5. Traceview 时间轴显示主线程上的 BroadcastReceiver 工作
这种行为可能是由于在 BroadcastReceiver 的 onReceive() 方法上执行长时间运行的操作造成的，如以下示例所示：
Kotlin
override fun onReceive(context: Context, intent: Intent) { // This is a long-running operation BubbleSort.sort(data) }
Java
@Override public void onReceive(Context context, Intent intent) { // This is a long-running operation BubbleSort.sort(data); }
在这种情况下，建议将长时间运行的操作移至 IntentService，因为它使用工作线程来执行其工作。以下代码演示了如何使用 IntentService 处理长时间运行的操作：
Kotlin
override fun onReceive(context: Context, intent: Intent) { Intent(context, MyIntentService::class.java).also { intentService -> // The task now runs on a worker thread. context.startService(intentService) } } class MyIntentService : IntentService("MyIntentService") { override fun onHandleIntent(intent: Intent?) { BubbleSort.sort(data) } }
Java
@Override public void onReceive(Context context, Intent intent) { // The task now runs on a worker thread. Intent intentService = new Intent(context, MyIntentService.class); context.startService(intentService); } public class MyIntentService extends IntentService { @Override protected void onHandleIntent(@Nullable Intent intent) { BubbleSort.sort(data); } }
使用 IntentService 的结果是，长时间运行的操作在工作线程而不是主线程上执行。图 7 显示了在 Traceview 时间轴中推迟到工作线程的工作。
图 6. Traceview 时间轴显示广播消息在工作线程上处理
您的广播接收器可以使用 goAsync() 来向系统发出信号，表明它需要更多时间来处理消息。但是，您应该在 PendingResult 对象上调用 finish()。以下示例演示了如何调用 finish() 以让系统回收广播接收器并避免 ANR：
Kotlin
val pendingResult = goAsync() object : AsyncTask<Array<Int>, Int, Long>() { override fun doInBackground(vararg params: Array<Int>): Long? { // This is a long-running operation BubbleSort.sort(params[0]) pendingResult.finish() return 0L } }.execute(data)
Java
final PendingResult pendingResult = goAsync(); new AsyncTask<Integer[], Integer, Long>() { @Override protected Long doInBackground(Integer[]... params) { // This is a long-running operation BubbleSort.sort(params[0]); pendingResult.finish(); } }.execute(data);
然而，如果广播在后台，将代码从慢速广播接收器移动到另一个线程并使用 goAsync() 也无法解决 ANR。ANR 超时仍然适用。
GameActivity
适用于 C 或 C++ 编写的游戏和应用的案例研究中，GameActivity 库减少了 ANR。如果您用 GameActivity 替换现有的原生 Activity，可以减少界面线程阻塞并防止某些 ANR 的发生。
如需了解有关 ANR 的更多信息，请参阅保持应用响应。如需了解有关线程的更多信息，请参阅线程性能。
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