一、 引言
在Android应用开发中，Application Not Responding（ANR）是一种常见的性能问题，它直接关系到用户体验的质量。当应用在特定时间段内无法及时响应用户的交互或者系统事件时，系统将会抛出ANR错误，提示用户应用已停止响应。为了确保应用的流畅性和用户满意度，理解ANR产生的根源、掌握其精准定位方法以及实施有效的解决方案至关重要。
下面我们将深入探讨ANR的原因、定位流程以及应对措施。
二、 ANR原因分析
2. 1 、 主线程阻塞
2. 1 .1 、 耗时操作
在Android应用的主线程（UI线程）中执行了过于耗时的操作，例如大量的数据处理、网络请求、数据库访问等。这些操作会阻碍主线程的正常消息循环，进而导致界面无法及时刷新响应用户操作。
2. 1 .2 、 同步锁等待
主线程在获取或释放同步锁时长时间等待，例如由于其他线程持有锁而导致主线程被挂起，同样会导致ANR。
2. 1 .3 、 资源竞争
应用程序中存在资源竞争，多个线程同时访问共享资源，导致线程间互相等待，主线程阻塞。
2.2 、 输入事件未及时处理
2.2.1 、 BroadcastReceiver超时
如果在主线程注册的BroadcastReceiver的onReceive()方法执行时间超过规定阈值（通常是10秒），也会触发ANR。
2.2.2 、 前台Service超时
若Service在前台运行且在规定时间内未能完成相应的工作，同样可能出现ANR。
2.3 、 系统资源争抢
2.3.1 、 IO/CPU密集型操作
大量占用CPU资源或等待IO操作完成导致主线程被抢占，不能及时响应触摸事件或其他UI事件。如前台在玩游戏，可能会导致你的后台广播被抢占。
2.3.2 、 系统服务无法及时响应
比如获取系统联系人等，系统的服务都是Binder机制，服务能力也是有限的，有可能系统服务长时间不响应导致ANR。
2.4 、 复杂的布局渲染
布局层级过深或包含大量的视图元素，可能导致界面渲染缓慢。
2.5 、 内存泄漏
未及时释放的资源占用过多内存，导致应用运行缓慢。
2.6 、 第三方库或系统服务异常
2.6.1 、 依赖库bug
某些第三方库存在可能导致主线程阻塞的设计缺陷或BUG。
2.6.2 、 系统服务故障
与系统服务交互时，若服务出现问题或响应慢也可能造成ANR。
三、 ANR问题定位
3. 1 、 Logcat日志分析
3.1.1、 查看ANR日志
利用Android Studio自带的Logcat工具，搜索关键词"ANR"或"Input dispatching timed out"，找到ANR发生时刻的日志记录，通常会包含有错误报告和堆栈信息，如导致ANR的进程、线程和代码位置。
3.1.2、 解析traces.txt
ANR发生时，系统会在设备上生成traces.txt文件，它记录了所有线程的状态，通过ADB工具将其导出分析，可以定位到具体哪个线程可能引起阻塞。
3. 2 、 使用性能分析工具
3. 2 .1 、 Android Profiler
实时监控CPU、内存、网络、磁盘I/O等资源使用情况，寻找可能导致ANR的性能瓶颈。
3. 2 . 2 、 Systrace
系统层级的跟踪工具，能够追踪系统各组件间的交互和调度，帮助找出主线程阻塞的源头。
3.3 、 ANR检测工具
使用Android提供的ANR检测工具，如Traceview，可以获取应用程序的执行堆栈信息。通过分析堆栈信息，可以准确找到导致ANR的代码位置。
3.4 、 调试和单步执行
通过在开发工具中进行调试和单步执行，可以逐步跟踪代码的执行过程，找到导致ANR的具体位置和原因。
四、 ANR解决方案
4. 1 、 异步化处理
4. 1 . 1 、 使用异步任务
将耗时操作转移到后台线程（如使用AsyncTask、HandlerThread、ExecutorService等）、异步任务、后台服务。确保主线程专注于UI更新和事件处理。
java
// 创建一个固定大小的线程池，大小为4
executorService = Executors.newFixedThreadPool(4);
// 假设有一个耗时任务
Runnable longRunningTask = new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 这里是耗时操作
doSomeHeavyWork();
}
};
// 将耗时任务提交给线程池执行
executorService.execute(longRunningTask);4. 1 .2 、 避免死锁和过度同步
在多线程编程中，合理使用锁机制和同步策略，避免死锁和过度同步的情况发生。确保线程安全地访问共享资源。
java
public class SharedResource {
private int count;
private Lock lock = new ReentrantLock();
private Condition condition = lock.newCondition();
public void increment() {
lock.lock(); // 获取锁
try {
while (count >= 10) {
try {
// 等待条件满足
condition.await(); // 释放锁并等待通知
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
count++;
System.out.println("Count: " + count);
// 通知其他线程条件已满足
condition.signalAll();
} finally {
lock.unlock(); // 释放锁
}
}
}4. 1 .3 、 资源竞争管理
避免多个线程同时访问共享资源导致的资源竞争问题。通过合理安排线程执行顺序、使用同步机制等方式来减少资源竞争的发生。
4. 2 、 优化BroadcastReceiver与Service
4. 2 .1 、 限制BroadcastReceiver工作量
确保BroadcastReceiver在主线程中执行的逻辑简短且迅速，复杂的逻辑应当委托给异步任务处理。
4. 2 . 2 、 合理安排Service任务
对于长时间运行的服务，考虑使用IntentService或JobScheduler等方式异步执行任务，防止因超时而引发ANR。
java
public class MyIntentService extends IntentService {
private static final String TAG = "MyIntentService";
public MyIntentService() {
super(TAG);
}
@Override
protected void onHandleIntent(Intent intent) {
// 在这里执行后台任务
// 例如，模拟一些工作
try {
Thread.sleep(5000); // 模拟耗时操作
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 任务完成后，可以通过广播或其他方式通知更新UI或通知主线程任务完成
sendResult(ResultCode.RESULT_OK); // 假设有一个自定义的 ResultCode 类来表示结果状态
}
private void sendResult(int resultCode) {
Intent resultIntent = new Intent();
resultIntent.putExtra("result_code", resultCode);
setResult(resultCode, resultIntent); // 设置服务结果
}
}4. 3 、 降低资源消耗
4. 3 .1 、 优化数据处理与算法
提高数据处理效率，减少不必要的计算与内存分配，尤其是对循环、递归等易产生性能瓶颈的地方进行优化。
4. 3 .2 、 管理好第三方库
排查引入的第三方库是否存在ANR隐患，升级到最新稳定版本，或寻找替代方案。
4.4、 优化数据库操作
优化数据库查询语句，减少复杂查询和大量数据处理的操作。使用索引、缓存等技术提高数据库操作的效率。
4.5、 减少布局层级
复杂的布局可能导致界面渲染缓慢。开发者可以使用Hierarchy Viewer工具检查布局层级，优化布局结构，减少不必要的嵌套。
4.6、 避免内存泄漏
内存泄漏会导致应用占用过多内存，影响性能。开发者可以使用MAT（Memory Analyzer Tool）等工具检查内存泄漏，并及时修复。
4.7、 使用ProGuard
开启ProGuard可以移除无用代码，压缩代码体积，提高应用运行效率。这有助于减少应用的内存占用和CPU消耗，从而降低ANR的发生概率。
4. 8、 设置合理的超时与反馈机制
4. 8.1、 适当增加超时限制
在某些场合下，可以根据实际情况适当增加超时限制，但要注意这只是治标不治本的方法。
4. 8.2、 提供用户反馈
在可能发生长时间等待的操作中，为用户提供进度指示或明确的等待提示，增强用户体验。
4. 9、 代码优化和重构
定期进行代码优化和重构可以提高代码质量和可维护性。避免重复代码、冗余逻辑等问题，提高应用程序的稳定性和性能。
五、总结
总之，解决ANR问题是一项涉及程序设计、性能优化与调试技巧的综合性工作。通过对ANR产生原因的深刻理解和精准定位，配合有效的解决方案，我们可以显著提升应用的响应能力与用户满意度。同时，在开发过程中，始终秉持并发编程的最佳实践，以及持续关注性能指标，将是预防ANR问题的关键所在。