Android性能优化系列---避免ANR

 

Keeping Your App Responsive

 

        有这样一种情况：即使你写的代码通过世界上的每一个性能测试，但程序在特定的操作和重要的阶段仍然让人感觉运行缓慢，或者需要花很长时间处理输入。这种发生在你的app里的糟糕的响应是“Application Not Responding（ANR）”对话框。

Figure 1. An ANR dialog displayed to the user.

 

        在Android里，当app一段时间无响应时，系统会弹出一个对话框，告诉你，你的app长时间没响应。如图一。

        出现该对话框，表明你的app已在合理的一段时间内已没有响应用户操作，因此，系统弹出该对话框窗口，给用户选择是否退出应用。设计高响应的应用以便于系统从不展示ANR对话框给用户是很关键的。

        这篇文档描述了android系统如何判断app是否是ANR的，也提供了相关如何避免ANR的建议。

 

        What Triggers ANR?

        一般地，如果app不能响应用户的输入，系统将展示ANR。例如，应用在UI线程里阻塞在I/O操作（频繁的网络访问）导致系统不能处理来自用户的输入事件。又或者在在游戏app里在UI线程上进行耗时的位置计算（从一个位置移动到另一个位置）。

        在你的app里任何潜在的耗时操作，你都不应该在UI线程里执行。而是产生一个非UI线程，在U该非UI线程里进行耗时操作。这确保了你的UI线程（能循环驱动用户界面事件）运行，并且避免了系统认为你的应用已被阻塞。因为如此的线程实现在一个类级别上，你可以认为app响应的问题是类级别上的问题（相比于基本的代码性能问题，代码性能问题可以认为是方法级别上的问题）。

        在Android里，Activity Manager 和 Window Manager 系统服务会监控app是否有ANR发生并当监测到有ANR发生时展示ANR对话框。下面两种情境将触发ANR：

        1. 5秒内不能响应用户输入（例如：键盘按下或者屏幕触摸事件）

        2. BroadcastReciever在10秒内不能执行完成

 

 

        How to Avoid ANRs

        Android应用一般情况下默认运行在一个单一线程上（称为UI线程或者主线程）。这意味着任何在你的UI线程里做的耗时操作都能触发ANR。因为在这种情况下，你的app将没有机会处理输入事件和广播意图。

因此，任何在UI线程里运行的方法都尽量不要做耗时操作。特别地，在activity的关键生命周期方法里例如像onCreate（）和onResume（）不要进行耗时操作。潜在的耗时操作例如网络和数据库操作、复杂的耗时计算（例如：重新计算bitmap的大小）都应该放在子线程里。

 

        产生子线程的最有效的方式用AsyncTask类。简单地继承AsyncTask，然后实现doInBackground（）方法，在该方法里进行耗时操作。为了提交进度改变给用户，你能调用publishProgress（）.该方法会回调onProgressUpdate（）方法。

        由于onProgressUpdate（）运行在UI线程。你能通知用户更新结果。例如：

 

   private class DownloadFilesTask extends AsyncTask<URL, Integer, Long> {

        // Do the long-running work in here

        protected Long doInBackground(URL... urls) {

        int count = urls.length;

        long totalSize = 0;

        for (int i = 0; i < count; i++) {

               totalSize += Downloader.downloadFile(urls[i]);

               publishProgress((int) ((i / (float) count) * 100));

               // Escape early if cancel() is called

               if (isCancelled()) break;

         }

         return totalSize;

     }

 

    // This is called each time you call publishProgress()

    protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {

            setProgressPercent(progress[0]);

    }

 

      // This is called when doInBackground() is finished

       protected void onPostExecute(Long result) {

                showNotification("Downloaded " + result + " bytes");

     }

  }

 

        为了执行子线程，简单地产生AnsyncTask的实例，调用execute（）方法。

 

        new DownloadFilesTask().execute(url1, url2, url3);

 

        有时你可能需要自己产生Thread或者HandlerThread类，虽然这比起AnsyncTask更复杂点。如果你这样做，你需要设置线程优先级为“background”优先级。通过Process.setThreadPriority()来设置线程优先级，传递参数THREAD_PRIORITY_BACKGROUND即可。如果你不设置你的线程优先级为THREAD_PRIORITY _BACKGROUND，该线程能然可能放慢你的应用。因为它默认和你UI线程一个优先级。

 

        如果，你实现Thead或者HandlerThread，确保你的UI线程在等待子线程运行结果完成时不要被阻塞--即在主线程里不要调用Thread.wait()或者Thread.sleep().为了避免阻塞你的主线程，你的主线程应该给子线程提供一个Handler用于通知UI线程操作执行完成。按这种方式设计你的应用将能让你的UI线程能响应用户输入并且避免5秒输入响应超时而弹出ANR。

 

        Android专门针对BroadcastReceiver的执行时间限制主要是为了强调广播接收者主要用于做如下事情：小的、零碎离散的后台工作例如：保存设置或者注册Notification等。像其他在UI线程里调用的方法一样，广播接收者里也应该避免潜在的长时间操作或者计算。但是不同于把耗时操作放在子线程里，为了响应一个耗时操作的广播意图，你的应用应该开启一个intentService。

        Tip：你能用StrictMode帮助你发现不小心放在UI线程里的潜在的耗时操作（例如网络或者数据库操作）。

 

        Reinforce Responsiveness

        一般地，100-200ms是用户感知缓慢的时间分割点。如此，下面是一些为了避免ANR你应该遵循的一些额外的建议：

        1.为了响应用户操作你的app将一些操作放在了后台，你应该给用户显示进度条（例如在你的UI上放一个ProgressBar）。

        2.特别地开发游戏应用时，位置计算（例如移动）放在后台进程。

        3.如果你的应用有一个长时间初始化阶段，可以考虑显示一个渐进缓冲的屏幕或者尽可能快的渲染主界面，已表明加载正在进行，然后异步填充数据。不管如何，你都应该表明你的app正在加载，以免让用户

觉得你的app好像死掉了一样。

        4.使用如Systrace和Traceview这样的性能工具分析你的app响应的瓶颈。