Android性能优化高阶：卡顿、ANR、死锁，线上如何监控？ _Android

一、前言最近参加了几轮面试，发现很多5-7年工作经验的候选人在性能优化这一块，基本上只能说出传统的分析方式，例如ANR分析，是通过查看/data/anr/ 下的log，分析主线程堆栈、cpu、锁信息等，
然而，这种方法有一定的局限性，并不是每次都奏效，很多时候是没有堆栈信息给你分析的，例如有些高版本设备需要root权限才能访问/data/anr/ 目录，或者是线上用户的反馈，只有一张ANR的截图加上一句话描述。
假如你的App没有实现ANR监控上报，那么你大概率会把这个问题当成“未复现”处理掉，而没有真正解决问题。
于是我整理了这一篇文章，主要关于卡顿、ANR、死锁监控方案。
二、卡顿原理和监控2.1 卡顿原理一般来说，主线程有耗时操作会导致卡顿，卡顿超过阈值，触发ANR 。
从源码层面一步步分析卡顿原理：
首先应用进程启动的时候，Zygote会反射调用 ActivityThread 的 main 方法，启动 loop 循环
->ActivityThreadpublic static void main(String[] args) {...Looper.prepareMainLooper();Looper.loop();...}复制代码看下Looper的loop方法
->Looperpublic static void loop() {for (;;) {//1、取消息Message msg = queue.next(); // might block...//2、消息处理前回调if (logging != null) {logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +msg.callback + ": " + msg.what);}...//3、消息开始处理msg.target.dispatchMessage(msg);// 分发处理消息...//4、消息处理完回调if (logging != null) {logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);}}...}复制代码由于loop循环存在，所以主线程可以长时间运行。如果想要在主线程执行某个任务，唯一的办法就是通过主线程Handler post一个任务到消息队列里去，然后loop循环中拿到这个msg，交给这个msg的target处理，这个target是Handler 。
从上面的代码块可以看出，导致卡顿的原因可能有两个地方

注释1的queue.next()阻塞，
注释3的dispatchMessage耗时太久。

2.1.1 MessageQueue#next 耗时看下源码
MessageQueue#next

Message next() {for (;;) {//1、nextPollTimeoutMillis 不为0则阻塞nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);synchronized (this) {// Try to retrieve the next message.Return if found.final long now = SystemClock.uptimeMillis();Message prevMsg = null;Message msg = mMessages;// 2、先判断当前第一条消息是不是同步屏障消息，if (msg != null && msg.target == null) {//3、遇到同步屏障消息，就跳过去取后面的异步消息来处理，同步消息相当于被设立了屏障// Stalled by a barrier.Find the next asynchronous message in the queue.do {prevMsg = msg;msg = msg.next;} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());}//4、正常的消息处理，判断是否有延时if (msg != null) {if (now < msg.when) {//3.1// Next message is not ready.Set a timeout to wake up when it is ready.nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);} else {// Got a message.mBlocked = false;if (prevMsg != null) {prevMsg.next = msg.next;} else {mMessages = msg.next;}msg.next = null;if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);msg.markInUse();return msg;}} else {//5、如果没有取到异步消息，那么下次循环就走到1那里去了，nativePollOnce为-1，会一直阻塞// No more messages.nextPollTimeoutMillis = -1;}}复制代码

next方法的大致流程是这样的：

MessageQueue是一个链表数据结构，判断MessageQueue的头部（第一个消息）是不是一个同步屏障消息，所谓同步屏障消息，就是给同步消息加一层屏障，让同步消息不被处理，只会处理异步消息；
如果遇到同步屏障消息，就会跳过MessageQueue中的同步消息，只获取里面的异步消息来处理。如果里面没有异步消息，那就会走到注释5，nextPollTimeoutMillis设置为-1，下次循环调用注释1的nativePollOnce就会阻塞；
如果looper能正常获取到消息，不管是异步消息或者同步消息，处理流程都是一样的，在注释4，先判断是否带延时，如果是，nextPollTimeoutMillis就会被赋值，然后下次循环调用注释1的nativePollOnce就会阻塞一段时间。如果不是delay消息，就直接返回这个msg，给handler处理；

从上面分析可以看出，next方法是不断从MessageQueue里取出消息，有消息就处理，没有消息就调用nativePollOnce阻塞，nativePollOnce 底层是linux的epoll机制，这里涉及到一个Linux IO 多路复用的知识点
Linux IO 多路复用，select、poll、epollLinux 上IO多路复用方案有 select、poll、epoll 。它们三个中 epoll 的性能表现是最优秀的，能支持的并发量也最大。