Android异常分析(转)

冲天香阵透长安，满城尽带黄金甲。这篇文章主要讲述Android异常分析(转)相关的知识，希望能为你提供帮助。

关于异常异常? 异常就是一种程序中没有预料到的问题，既然是没有预料到的，就可能不在原有逻辑处理范围内,脱离了代码控制,软件可能会出现各种奇怪的现象。比如：android系统常见异常现象有应用无响应、应用停止运行、冻屏、重启、死机等，这些异常系统有统一的异常处理机制，出现异常系统就会执行相应的操作，最终有相应的现象体现出来。另外，一些不在预料之中的界面显示问题，操作问题，运行卡顿问题等也可以归于异常，只不过这种异常是人为逻辑缺陷，对系统来说是正常的，但这些缺陷在异常现象中占比却相当大，直接体现出软件的质量。
架构决定逻辑,逻辑决定异常多少
异常重要性都说ISO比android系统好，iphone手机比android手机好，为什么呢？其实最基本原因就是ISO系统稳定性和体验做得好，很少出现异常，使用一段时间后运行还是很稳健，且它的界面、操作、运行速度等体验也做的非常好，所以才被大家认可。
异常关系一个软件的稳定性
缺陷关系一个软件的性能和体验
打造精品，追求卓越，对软件开发人员来说就是追求零异常、零缺陷。我们做的软件，负责的模块应用质量怎么样，是不是精品都是通过异常数量和缺陷数量来体现的。这篇文档主要讲的是log分析，属于事后处理，处理的是用户的抱怨和不满，处理的是我们开发时埋下的雷或未挖掘出的雷，是被动的。所以，更重要的是软件量产前开发工作中，怎样去减少异常和缺陷，保证软件质量。
(公司战略,对研发部门要求)
异常分类 Android是一个庞大而复杂的系统，涉及多种语言，所以其异常也很复杂。根据android系统架构层次，我们也把android异常层次化，分为JE、NE、KE、EE、其他类别
l JE (java layer exception) 一般是在应用层和框架层发生的异常，通常是由Java代码，XML代码引起的。比如各种RuntimeException, ANR（Application Not Responding）、SWT（Software Watchdog Timeout）等
l NE (Native layer exception) 发生在Linux用户空间的异常，通常是由C/C++代码和库文件引起的。比如内核发出的NE信号（SIGILL、 SIGABRT、 SIGBUS等）
l KE (Kernel layer execption) 通常指内核故障或内核错误，由于在内核模式下出错，这类异常是非常严重的，往往会导致重启、死机或无法开机等
l EE (External (Modem) exception) 从名字看就能猜到Modem这一部分是比较特殊的，独立的。Modem有自己的内存空间和代码，为手机通讯提供服务，一旦这一部分发生异常，需要MDlog，此log需用AEE-LogVie工具解析，解析是需要对应版本的数据文件，具体使用可参考《GAT_User_Guide(Customer).pdf》文档
l 其他除了以上类型外，还有些异常可能没有明显的类别，例如一些由硬件引起的异常

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Android系统架构图
异常复现和日志打印异常复现解决异常的关键之一就是复现异常。比如，对于偶现异常，如果能要找到必现路径，那问题就变得容易多了。解决异常问题首先要了解异常，清楚异常怎么发生的，什么条件下发生的。下面是异常复现需要注意的地方。
异常复现注意点：
l 仔细阅读异常描述，弄清楚异常产生步骤、异常概率、异常预置条件，并预判属于哪一类异常
l 复现前，确认是否打LOG，如果是偶现问题，务必开启此异常类型需要LOG
l 根据描述复现异常，如果是偶现问题，注意条件，尽量找出异常必现路径
l 如果没有复现异常，和异常信息提供人沟通，再次复现
客户报的异常可能是正常的
日志打印解决异常的关键之二就是抓取有效的LOG。比如，ANR异常必须抓取bugreport或trace.txt文件，NE异常必须抓取aee_exp， EE异常必须抓取MDLog。根据不同异常类型抓取不同LOG，有针对性的分析。下面是异常日志打印需要注意的地方。
一份错误的LOG是分析问题的, 发生了异常,没有抓到正确的LOG, 就可能浪费掉一次补救机会
异常打印注意点：
l 抓LOG前，清除SD卡和内部存储里原有的LOG文件，减少不必要的LOG带来的分析困扰
l 抓log前，设置好异常产生的预置条件，特别是需要对比的异常，确保预置条件一样
l 根据异常类型，打开必须的LOG。任何异常，mtklog都是必要的，重启、死机异常，尽量多抓LOG
l 抓LOG后，记录下异常出现的手机显示时间，必要时截图，连同异常描述一起备注在log里
异常分析之ANR ANR种类 l Key Dispatch Timeout (8s)
No response to an input event(e.g. key press, screen touch) within 8 seconds
l Broadcast Timeout
A BroadcastReceiver hasn’t finished executing within setting seconds
BROADCAST_FG_TIMEOUT: 10s
BROADCAST_BG_TIMEOUT: 60s
l Service Timeout （20s）
Request service failed within 20 seconds
按键或广播等事件在特定时间内未响应，这里特定时间在系统里设定的，各平台可能不一样，上面的时间是KK平台默认超时时间，一般定义在ActivityManagerService.java类中，如：
static final int KEY_DISPATCHING_TIMEOUT = 5*1000
ANR产生原因 l 应用进程有一个主线程（main thread）和一个信息队列(main message queue)main thead == activity thread
l 主线程负责处理像Draw、Listen、receive等UI事件
l 主线程负责从消息队列中取出信息并分发它
l 主线程在完成当前信息处理之前，不会再取信息队列中的信息
l 如果主线程在处理当前信息时卡住，没有及时分发，ANR就会出现
如何避免ANR l UI线程尽量只做跟UI相关的工作
l 耗时的工作（比如数据库操作，I/O，连接网络或者别的有可能阻碍UI线程的操作）把它放入单独的线程处理
l 尽量用Handler来处理UI thread和别的thread之间的交互
ANR分析需要的LOG l MTKlog，主要是其中的Aee_exp和MobileLog
l Trace.txt文件（data/anr目录下）或者bugreport日志（使用adb bugreport > bugreport.txt或者GAT工具输出）
ANR分析流程由于ANR类型多，触发ANR的条件也多，且LOG中没有像RuntimeException异常那样有明显的关键字Fatal来准确定位问题点，所以，ANR分析相对比较麻烦点，但是只要有完整的LOG，按照方法去分析还是很快的。下图是MTK分析ANR的流程图，通过ANR触发类型一步一步查找排除

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MTK分析ANR的流程图
l 首先，检查log中是否有ANR信息
events_log
00:28:19.999 544 564 I am_anr : [0,3003,com.example.test,11058758,keyDispatchingTimedOut]
main_log 或 Sys_log
00:28:31.193 544 564 E ANRManager: ANR in com.example.test (com.example.test/.MainActivity)
traces.txt

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----- pid 3003 at 2013-06-01 00:28:20 -----
Cmd line: com.example.test
JNI: CheckJNI is off; workarounds are off; pins=0; globals=147
DALVIK THREADS:
(mutexes: tll=0 tsl=0 tscl=0 ghl=0)
"main" prio=5 tid=1 SUSPENDED
| group="main" sCount=1 dsCount=0 obj=0x40d5ea18 self=0x40d4e0d8
| sysTid=3003 nice=0 sched=0/0 cgrp=apps handle=1074645084
| state=S schedstat=( 16757266877 27764681051 104147 ) utm=1184 stm=491 core=0
#00 pc 0002746c /system/lib/libc.so (__futex_syscall3+8)
#01 pc 0000f694 /system/lib/libc.so (__pthread_cond_timedwait_relative+48)
………
#12 pc 00020580 [stack]
at libcore.io.Posix.strerror(Native Method)
at libcore.io.ForwardingOs.strerror(ForwardingOs.java:128)
at libcore.io.ErrnoException.getMessage(ErrnoException.java:52)
【Android异常分析(转)】at java.lang.Throwable.getLocalizedMessage(Throwable.java:187)
at java.lang.Throwable.toString(Throwable.java:361)
at java.lang.Throwable.printStackTrace(Throwable.java:321)
at java.lang.Throwable.printStackTrace(Throwable.java:355)
at java.lang.Throwable.printStackTrace(Throwable.java:288)
at java.lang.Throwable.printStackTrace(Throwable.java:236)
at com.example.test.MainActivity.monitorANR(MainActivity.java:200)
at com.example.test.MainActivity$1.handleMessage(MainActivity.java:38)
at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:107)
at android.os.Looper.loop(Looper.java:194)
l 如果定位不到信息点，再看看CUP使用情况
main_log
06-01 00:28:31.193 544 564 E ANRManager: ANR in com.example.test (com.example.test/.MainActivity)
06-01 00:28:31.193 544 564 E ANRManager: Reason: keyDispatchingTimedOut
06-01 00:28:31.193 544 564 E ANRManager: Load: 10.5 / 11.94 / 6.06
06-01 00:28:31.193 544 564 E ANRManager: Android time :[2013-06-01 00:28:31.176] [454.712]
06-01 00:28:31.193 544 564 E ANRManager: CPU usage from 0ms to 11736ms later:
06-01 00:28:31.193 544 564 E ANRManager: 34% 3003/com.example.test: 26% user + 8.4% kernel / faults: 708 minor 10 major
06-01 00:28:31.193 544 564 E ANRManager: 32% 3018/logcat: 10% user + 21% kernel / faults: 4143 minor
06-01 00:28:31.193 544 564 E ANRManager: 23% 379/mobile_log_d: 8.7% user + 14% kernel / faults: 10 minor 1 major
06-01 00:28:31.193 544 564 E ANRManager: 19% 171/adbd: 1.7% user + 17% kernel / faults: 423 minor
06-01 00:28:31.193 544 564 E ANRManager: 18% 544/system_server: 8.5% user + 9.8% kernel / faults: 899 minor 2 major
06-01 00:28:31.193 544 564 E ANRManager: 14% 132/mobile_log_d: 1.7% user + 13% kernel
……
06-01 00:28:31.193 544 564 E ANRManager: 96% TOTAL: 36% user + 60% kernel + 0% iowait
从CPU使用率可以看出
如果CPU使用量接近100%，说明当前设备很忙(内存不足，循环处理等)
如果CPU使用量很少，说明主线程被BLOCK了（Activity超过5秒等）
如果IOwait很高，说明ANR有可能是主线程在进行I/O操作造成的（数据库操作、文件操作、网络操作等）
l 根据CPU使用情况，在main_log和event_log中查找有用信息
main_log

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l 结合log看代码，找到原因

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为了让ANR出现,在onClick里面用了while(true),不断的文件读写，报错不断打印（不要这样打log）
等待锁引起的ANR l events_log
22:05:22.819934 732 755 I am_anr : [0,24992,com.example.test,8961606,Input dispatching timed out (Waiting because the touched window has not finished processing the input events that were previously delivered to it.)
l main_log或 Sys_log
01-01 22:05:22.857387 732 755 E ANRManager: ANR in com.example.test (com.example.test/.MainActivity)
01-01 22:05:22.857387 732 755 E ANRManager: Reason: Input dispatching timed out (Waiting because the touched window has not finished processing the input events that were previously delivered to it.)
l traces.txt
----- pid 29364 at 2014-01-01 22:05:22 ----- Cmd line: com.example.test
JNI: CheckJNI is off; workarounds are off; pins=0; globals=263
DALVIK THREADS: (mutexes: tll=0 tsl=0 tscl=0 ghl=0)
"main" prio=5 tid=1 MONITOR | group="main" sCount=1 dsCount=0 obj=0x419cede0 self=0x419bd8a8
| sysTid=29364 nice=0 sched=0/0 cgrp=apps handle=1074139524
| state=S schedstat=( 265882702 297191749 665 ) utm=19 stm=7 core=0
at com.example.test.MainActivity$ANRBroadcast.onReceive(MainActivity.java:~120)
- waiting to lock < 0x41edc968> (a java.lang.Object) held by tid=11 (Thread-720) at android.app.LoadedApk$ReceiverDispatcher$Args.run(LoadedApk.java:798) at android.os.Handler.handleCallback(Handler.java:808)
l 对应代码

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异常分析之OOM OOM产生原因 Android应用内存管理机制是在Java内存管理机制基础上改进的，所以造成OOM的原因两者差不多，即所有对象都在堆上分配空间，堆是有大小限制的，当分配的对象不能被回收仍然占据堆空间，新分配的对象不能获取足够的堆空间时，就会OOM。为什么会这样呢？这就是GC不足的地方，GC只能回收自己记录（有向树）里面不可达的对象，对可达对象认为是有用的，不会被回收。但是可达对象并非一定是有用对象，他们可能是废弃对象（死对象、冗余对象、电灯泡，僵尸），但却无法被GC回收，占据着进程堆空间，下面是网上的一个对象实例化简图

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各种OOM情景 l 资源对象没有回收，如cursor，bitmap等
通常关闭Cursor的方法：
Cursor cursor = mDownloadManager.query(new Query());
try {
if (cursor.moveToFirst()) {
do {
int index = cursor.getColumnIndex(DownloadManager.COLUMN_ID);
long downloadId = cursor.getLong(index);
ids.add(downloadId);
} while (cursor.moveToNext());
}
} finally {
cursor.close();
}
另外，在adapter中使用cursor时，需在cursor改变的时候先关闭原来的cursor，但通常我们都是用android提供的CursorAdapter，其changeCursor函数会将原来的Cursor释放掉，并替换为新的Cursor，所以你不用担心原来的Cursor没有被关闭。
l 注册没有对应的去注册，如各种监听
l 生命周期问题引起的无法回收，如果static、线程等
l 其他
所有发生OOM情景最终都可以认为是对象没有被回收，如，cursor没有close()，bitmap没有recycle()，监听没有unregister…()等等都是因为对象没有被回收，GC认为这些对象是可达的、正在使用的，导致这些应该被回收的对象不能被回收，最终造成OOM。
大多数的回收方法，如close()、recycle()、unregister…()，其实都是把不再使用的对象置为null，这样GC就能回收原来对象所占空间。所以在编程的时候，对全局变量，特别是容器之类的对象和status 修饰对象，要关注其生命周期，不再需要就及时置为null或调用相应的回收方法
OOM LOG分析发生OOM异常后，如果仅仅只有mtklog，只能从Log中知道发生了OOM，但怎么发生的却看不出来，所以通常需要OOM分析工具，下面以MAT工具为例
在eclipse中，监视你需要分析OOM的进程，某种规律下，发现进程内存一直在涨，抓取hprof文件：
这里的某种规律，是指某种操作下，不断重复就会出现OOM。经常导致OOM的操作有来回切换界面、回来滑动list、不断的点击某个按钮等，这些操作都是不断更新界面，不断的生产对象，生产的对象导致堆空间越来越大，最终发生OOM

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DDMS dump 出来的hprof文件需要经过SDK下hprof-conv（位于sdk/tools下）转换后才能被MAT工具使用
hprof-conv xxx.hprof d:/xxxold.hprof
然后使用MAT工具打开
1. Cache泄漏
多次插拔耳机后，发现内存一直在涨：

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点击Details进入下面页面：

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点击Patch To GC Root：

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发现一个静态变量 sAnimators，此为怀疑的地方，查看代码，加点log，编译调试：
Log.d("CWW", "sAnimators.size() = " + sAnimators.size());
可以看出，插拔耳机操作后，sAnimators.size一直会增大。
处理方法：防止缓存过大，可以设置上限，也可以定期清理下！

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对内存敏感的应用，防止缓存过大，除了设置上限外，同时使用SoftReference，当内存吃紧时可以回收缓存，这预防编程的一个技巧，但是使用SoftReference时，注意对null情况的处理，因为获取对象可能已经被回收，获取返回就null
2. 线程未释放导致的泄漏
后台播放音乐，不停切换主题，最后Launcher OOM
如下图，5个AppsCustomizePagedView实例，明显泄漏了：

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点击

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，选中一个实例，Path To GC Roots：

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已经看到被CircleProgress.java的MyTimerTask持有：

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再看代码，修改后，调试内存，正常：

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这样改内存泄露解决了, 但是后面引入了新的功能问题, 重新修改了。所以修改类似问题时多小心，确认生命周期已经完成后再执行回收
结束语：
这些问题大多是比较难解的问题，大部分都是随机的，往往都是很难复现的，找出规律是很重要的！
另外，内存泄露不容易发现，一些轻微的泄露，可能要使用一个月才能发现，所以对自己的模块，要自己去检查有没有OOM，可以下班时挂上monkey，有时候是能跑出来的
从OOM联想到性能问题，性能问题很多是界面刷新、对象生命周期、冗余操作、不必要的线程等引起的……

异常分析之SWT 认识SWT SWT是指Android Watchdog Timeout，应用层看门狗超时，通常我们说的WDT（Watchdog Timeout）是HWT，硬件看门狗超时。应用层Watchdog主要实现是在frameworks/base/services/java/com/android/server/Watchdog.java里，其实现原理看看这个类就知道，主要逻辑是：
1. Watchdog是单例模式，监控系统几个比较重要的Service，如：MountService、ActivityManagerService、InputManagerService等，这些Service在启动时通过调用Watchdog.getInstance().addMonitor(this); 加入到Watchdog的监控列表中
2. 在SystemServer的 ServerThread线程中，初始化watchdog并启动它

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3. Watchdog线程向ServerThread线程发送一个MONITOR message，同时将mCompleted标志位置为false

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4. 然后Watchdog线程Sleep 60秒(不包含系统睡眠的时间)，如果mCompleted标志位不为true，则认为发生watchdog超时，之后Android就会重启.
5. ServerThread收到这个消息后会依次执行之前每个Service Object的monitor()函数，当执行完后会将mCompleted标志位置为true.

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SWT LOG分析 SWT也是一种ANR，普通ANR是某个AP的主线程在一段时间内没有做完某件事情；SWT是SystemServer进程的ServerThread线程在一段时间内没有做完某件事情。所以SWT的分析方法和ANR分析方法是一样的，只是现象不一样，发生SWT手机会重启
分析方法：
1. 从eventlog中以watchdog为关键字搜索，记录下这个时刻。

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2. 然后分析所有Service Object的monitor()为何在这个时刻之前1分钟内没有做完。具体信息主要查找log文件有sys_log和mtklog\\aee_exp\\db.fatal.00.SWT\\db.fatal.00.SWT.dbg.DEC
3. 后面具体的分析方法和ANR一样
重启死机重启从异常分类来看，重启异常大多数和NE、KE和硬件问题有关，JE方面引起重启死机大多是和系统进程有关，如system_process进程发生了Crash、SWT、JVM Error，AP应用一般是不会引起重启死机的，但偶尔也会
72平台上，发送短信内容为‘==’时会重启

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虽然是Mms引起的，但最终也是System_process挂掉了，导致重启
重启异常分析步骤（JE）：
1. 确认异常类型（用QAAT跑一下做初步判断，如果是NE、KE让驱动人员帮忙解决）
2. 找到第一时间发生错误的地方，因为后面的错误多半是因为前面错误引起的，那就没有意义
3. 根据JE类型，结合对应工具分析LOG
死机这里说的死机就是冻屏，停留在一个界面没反应。死机问题很少遇到，且大多不是一个用层问题，下面简单说下可能造成死机的原因和分析需要信息
死机可能原因：
1. 输入系统或者输入驱动问题
2. 系统逻辑问题或阻塞
3. Surfacefinger问题
4. 显示系统或LCM驱动问题
相关信息和抓log：
1. 确认adb是否可用
2. 抓取bugreport，adb bugreport > d:/bugreport.txt
3. 抓取dumpstate信息，adb shell dumpstate > d:/dumpstate.txt
4. 抓取CPU信息，adb shell top –t –m 5 > d:/cpu.txt
5. 确认是否可以拨打电话，adb shell am start –a android.intent.action.CALL tel:10086(看界面是否能够更新)
6. 查看按键和触屏报点，adb shell getevent
7. 抓取Surfacefinger进程信息，先adb shell ps –p找出pid，然后使用adb shell rtt –f bt –p pid > rtt.txt
LOG相关工具 MTK提供了多种抓取和查看LOG的工具, 如:mtklogger，GAT，Catcher，LogView，QAAT等，这些工具在文档《MediaTek_Logging_SOP.pdf》中都有描述

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Mtklogger:
Mtklogger是抓取log的apk，整合了ModemLog，MobileLog，NetworkLog and SystemLogger，在工程模式操作就可以打相关log了。
GAT：
基于SDK调试开发的GUI工具，新增了Log Recoder，Debug Configuration Setting，DBpuller，adb command，Process Information view，Profiling Tools，LogView，Plug-in Script。是调试和抓log的神器，使用说明阅读文档《GAT_User_Guide(Customer).pdf》
工具获取路径（以W1444版本为例）：
\\\\192.168.1.75\\rd\\MTK_TOOL\\AndroidTool\\W1444\\W1444_full.zip\\Debugging Tools (Binary)\\GAT
Catcher：
是抓取和解析ModemLog的PC端工具，我们经常使用来查看ModemLog，使用说明阅读文档《Catcher_User_Manual_for_Customer.pdf》
工具获取路径：
\\\\192.168.1.75\\rd\\MTK_TOOL\\AndroidTool\\W1444\\W1444_full.zip\\Catcher
LogView：
可以查看APlog，Taglog，MTKlog，但最常用的是用来查看NE时产生的AEE DB文件里的log，具体使用参考《GAT_User_Guide(Customer).pdf》
工具获取路径：
此工具已集成到GAT
QAAT：
快速分析log的工具，涵盖错误类型较广，很多地方都可以用，其实他的原理就是过滤关键字，把各种类型的错误过滤出来，是一个分析LOG非常便捷的工具，具体使用参考《MediaTek_Logging_SOP.pdf》
工具获取路径：
附件或者\\\\192.168.1.75\\rd\\MTK_TOOL\\AndroidTool