Ошибки anr что это

Приложение отвечает: как мы уменьшили количество ANR-ошибок в шесть раз. Часть 1, про сбор данных +12

Пожалуй, одна из худших проблем, которая может случиться с вашим приложением, — ошибка ANR (Application Not Responding), когда приложение не отвечает. Если таких ошибок много, они могут негативно влиять не только на пользовательский опыт, но и на позицию в выдаче Google Play и фичеринг. 

В начале прошлого года количество ANRs в приложении Badoo превышало порог “Bad Behaviour” в Google Play. Поэтому мы собрали команду для решения этой проблемы и потратили несколько месяцев, экспериментируя с разными подходами. В результате мы смогли уменьшить количество таких ошибок более чем в шесть раз.

В этой серии из двух статей я расскажу о том, как нам это удалось, что дало наибольший эффект и как вы можете использовать эти подходы в своём приложении.

В первой части мы поговорим об основах: что представляет собой ошибка ANR и как её лучше отслеживать. Если вы уже знакомы с этой темой, предлагаю перейти ко второй части, в которой я расскажу о наших способах решения этой проблемы.

Что такое ошибка ANR?

Обычно любое приложение с графическим интерфейсом выполняет все связанные с ним операции и отрисовку в отдельном UI-потоке исполнения. Android не исключение: здесь в главном потоке приложения выполняется цикл, отвечающий за все действия с интерфейсом:

При использовании этого цикла крайне важно не выполнять длительные операции, потому что это напрямую повлияет на отзывчивость приложения. Если в главном потоке выполнять слишком много действий, это может привести к снижению частоты кадров или даже к зависаниям интерфейса:

Чтобы как-то идентифицировать такие ситуации, в Android ввели понятие ANR, с помощью которого система сообщает, что приложение зависло. Вот что об этом говорится в официальной документации:

Когда UI-поток Android-приложения блокируется слишком долго, выдаётся ошибка Application Not Responding (ANR).

ANR выдаётся, когда приложение находится в одном из этих состояний:

— на переднем плане находится Activity, приложение в течение пяти секунд не отвечает на входящие события или BroadcastReceiver, например нажатия на кнопки или касания экрана;

— на переднем плане нет Activity, ваш BroadcastReceiver не закончил исполнение в течение длительного времени.

Если ANR случается, когда на переднем плане находится Activity вашего приложения, Android показывает диалоговое окно с предложением закрыть приложение или подождать.

Довольно легко принудительно вызвать ANR, написав Thread.sleep() в любом обработчике интерфейса, например обработчик нажатия кнопки. После нажатия на кнопку вы увидите примерно следующее:

Наличие ошибок ANR в вашем приложении не только влияет на опыт его использования, но и, согласно документации Google, может повлиять на позицию в поисковой выдаче и продвижение в Google Play.

Чтобы снизить вероятность возникновения ANR, нужно всего лишь избегать выполнения длительных операций в главном потоке. Звучит вроде бы просто, но иногда не так легко определить корневую проблему, которая приводит к таким ошибкам. Поэтому довольно важно иметь хорошую систему мониторинга и репортинга ANR-ошибок.

Давайте посмотрим, какие существуют способы отладки ANR-ошибок и какие инструменты могут быть в этом полезны.

Отслеживание ANR

Локальный анализ

Самый простой случай — если у вас есть возможность стабильно воспроизводить ANR-проблему локально. Существует довольно много инструментов, которые могут помочь вам быстро найти источник проблемы.

Первое, что можно сделать, — это проверить дамп стек-трейсов для всех потоков (thread dump). Когда приложение перестает отвечать, Android создаёт дамп всех текущих потоков, который может помочь в анализе проблемы. Обычно он находится в директории /data/anr/, точный путь можно найти в Logcat сразу после сообщения об ошибке ANR.

Дамп потоков содержит стек-трейсы: вы увидите, в каком состоянии был каждый поток (например, какая строка выполнялась в конкретный момент времени). По сути, это состояние приложения на момент создания дампа.

Чаще всего причина возникновения ANR обнаруживается в стек-трейсе главного потока скорее всего, код в этом месте выполняется слишком долго. Если информации из этого стек-трейса будет недостаточно, можно попробовать обратиться к довольно неплохой документации от Google, где описываются основные причины, способы диагностирования и решения проблемы ANR.

Отслеживание с помощью Google Play

Google Play автоматически отправляет отчёты об ошибках ANR, если у пользователя включена такая опция. В консоли Google Play есть несколько метрик и инструментов для анализа ANR.

Во-первых, можно увидеть агрегированные графики с общим количеством ANR-ошибок за день. Также есть такая метрика, как ANR rate — отношение количества сессий за день, в которых возникала хотя бы одна ANR-ошибка, к общему количеству сессий за сутки. Для этой метрики задан порог в 0,47%, превышение которого считается «неудовлетворительным поведением» (“Bad Behaviour”) и может плохо повлиять на позицию приложения в Google Play. 

Во-вторых, можно открывать отдельные отчёты об ANR-ошибках, сгруппированные по схожести на основе стек-трейса. Основные группы находятся в разделе Android Vitals. И это, вероятно, наиболее полезный раздел для выявления самых частых причин возникновения ANR-ошибок в вашем приложении.

Если вы активно используете консоль Google Play, вы могли заметить некоторые её недостатки. Например, к отчётам нельзя прикрепить дополнительную информацию, такую как логи для отладки. Также невозможно настроить логику группировки отчётов. Иногда система помещает в одну группу ошибки, возникшие по разным причинам, а иногда раскидывает по разным группам ошибки, у которых причина одна.

Всё это иногда затрудняет определение основных ошибок и поиск изначальных проблем. Что же можно сделать для улучшения ситуации?

Скачивание данных из Google Play

Для решения проблемы с логикой группировки можно попробовать скачать сырые отчёты об ANR-ошибках из Google Play для последующего ручного анализа. Раньше была возможность выгрузить эти данные из Google Cloud Storage, но несколько лет назад Google перестала поддерживать этот функционал:

Однако всё ещё можно просматривать отдельные отчёты в консоли. Но как нам экспортировать тысячи отчётов, не потратив при этом кучу времени на рутинную работу?

Существует много способов автоматизировать сбор информации с сайтов. Самый правильный и простой — получение данных через API, но, к сожалению, Google не предоставляет публичный API для получения отчётов. Одно из решений — эмулировать пользовательское поведение, автоматически кликая на ссылки и кнопки в браузере и сохраняя отображающийся текст.

Веб-скрапер можно реализовать с помощью популярного инструмента Selenium, который предоставляет простой интерфейс для взаимодействия с веб-страницами. Изначально он предназначался для создания автоматизированных тестов для веб-приложений и доступен на разных языках, включая Java и Kotlin.

Мы реализовали скрапер на Selenium и получили сырые отчёты об ANR-ошибках для одного из релизов. Благодаря этому нам удалось проанализировать их так, как не получилось бы сделать с помощью встроенных в консоль Google Play инструментов. Например, просто поискав в отчётах по ключевым словам “Application.onCreate”, мы обнаружили, что около 60% ошибок произошло во время выполнения метода Application.onCreate. При этом в консоли Google Play нет возможности получить такую информацию, так как отчёты разбиты по группам.

Внутренняя аналитика

Другой способ сбора дополнительных данных и проведения расширенного анализа заключается в настройке собственного репортинга ANR-ошибок. В прошлом мы уже экспериментировали с решением похожих проблем, настраивая репортинг крашей. Для того чтобы проводить анализ падений приложения, мы создали внутренний инструмент Gelato.

Его функциональность схожа с возможностями других инструментов для краш-репортинга, таких как Firebase Crashlytics и App Center, но ещё и позволяет нам полностью контролировать сохраняемые данные, менять логику группировки и применять сложную фильтрацию:

Мы решили отслеживать в Gelato ещё и ANR-ошибки в надежде, что это поможет нам в поиске их причин. Для этого нам нужно было знать, когда приложение перестаёт отвечать. В Android 11 появился новый API, предоставляющий информацию о недавних причинах завершения процесса, но у большинства наших пользователей установлены более ранние версии ОС, поэтому нам требовалось найти другое решение.

И мы нашли простой способ, который часто используется для отслеживания зависаний главного потока исполнения: запустить watchdog-поток, который периодически будет пытаться выполнить задачу в главном потоке. Если задача не выполняется за определённый промежуток времени, то можно сохранить дамп текущего состояния потоков и отправить его в наш инструмент для анализа отчётов о падениях:

Такую логику реализует, например, библиотека, которой мы воспользовались для реализации репортинга в Gelato. Это позволило нам проводить более глубокий анализ данных и лучше интегрировать этот инструмент в нашу инфраструктуру. Например, теперь мы можем сравнивать зависания главного потока в разных вариантах в ходе A/B-тестирования.

Вот пример отчёта в нашей системе:

Полезный совет: собирайте и отправляйте вместе с отчётом лог событий аналитики. Иногда это даёт возможность буквально пошагово воспроизвести проблему. 

Если у вас нет своего решения для сбора отчётов о падениях приложения, вы можете настроить репортинг и в сторонние инструменты. Например, можно отправлять ANR-ошибки в App Center или Firebase Crashlytics, так как они предоставляют API для отправки кастомных крашей.

Но помните, что все эти отчёты нельзя считать полной альтернативой ANR-отчётам в Google Play (как мы говорили выше, в Android немного другие правила определения таких ошибок). Но в любом случае это может помочь получить общее представление об основных проблемах. Вполне вероятно, что если генерируется много отчётов о зависании главного потока исполнения в какой-то части вашего приложения, то в ней происходят и ANR-ошибки. 

В завершение

Мы обсудили, что представляют собой ANR-ошибки и как их можно отслеживать. Во второй части статьи я расскажу о наших подходах к снижению ANR rate и о том, что из этого получилось.

Ссылки

1. Android Vitals в Google Play

2. Отладка ANR

3. API для получения причин завершения процесса

4. Фреймворк для тестирования веб-страниц

5. Библиотека для определения зависаний

Пожалуй, одна из худших проблем, которая может случиться с вашим приложением, — ошибка ANR (Application Not Responding), когда приложение не отвечает. Если таких ошибок много, они могут негативно влиять не только на пользовательский опыт, но и на позицию в выдаче Google Play и фичеринг. 

В начале прошлого года количество ANRs в приложении Badoo превышало порог “Bad Behaviour” в Google Play. Поэтому мы собрали команду для решения этой проблемы и потратили несколько месяцев, экспериментируя с разными подходами. В результате мы смогли уменьшить количество таких ошибок более чем в шесть раз.

В этой серии из двух статей я расскажу о том, как нам это удалось, что дало наибольший эффект и как вы можете использовать эти подходы в своём приложении.

В первой части мы поговорим об основах: что представляет собой ошибка ANR и как её лучше отслеживать. Если вы уже знакомы с этой темой, предлагаю подождать выхода второй части, в которой я расскажу о наших способах решения этой проблемы.

Что такое ошибка ANR?

Обычно любое приложение с графическим интерфейсом выполняет все связанные с ним операции и отрисовку в отдельном UI-потоке исполнения. Android не исключение: здесь в главном потоке приложения выполняется цикл, отвечающий за все действия с интерфейсом:

При использовании этого цикла крайне важно не выполнять длительные операции, потому что это напрямую повлияет на отзывчивость приложения. Если в главном потоке выполнять слишком много действий, это может привести к снижению частоты кадров или даже к зависаниям интерфейса:

Чтобы как-то идентифицировать такие ситуации, в Android ввели понятие ANR, с помощью которого система сообщает, что приложение зависло. Вот что об этом говорится в официальной документации:

Когда UI-поток Android-приложения блокируется слишком долго, выдаётся ошибка Application Not Responding (ANR).

ANR выдаётся, когда приложение находится в одном из этих состояний:

— на переднем плане находится Activity, приложение в течение пяти секунд не отвечает на входящие события или BroadcastReceiver, например нажатия на кнопки или касания экрана;

— на переднем плане нет Activity, ваш BroadcastReceiver не закончил исполнение в течение длительного времени.

Если ANR случается, когда на переднем плане находится Activity вашего приложения, Android показывает диалоговое окно с предложением закрыть приложение или подождать.

Довольно легко принудительно вызвать ANR, написав Thread.sleep() в любом обработчике интерфейса, например обработчик нажатия кнопки. После нажатия на кнопку вы увидите примерно следующее:

Наличие ошибок ANR в вашем приложении не только влияет на опыт его использования, но и, согласно документации Google, может повлиять на позицию в поисковой выдаче и продвижение в Google Play.

Чтобы снизить вероятность возникновения ANR, нужно всего лишь избегать выполнения длительных операций в главном потоке. Звучит вроде бы просто, но иногда не так легко определить корневую проблему, которая приводит к таким ошибкам. Поэтому довольно важно иметь хорошую систему мониторинга и репортинга ANR-ошибок.

Давайте посмотрим, какие существуют способы отладки ANR-ошибок и какие инструменты могут быть в этом полезны.

Отслеживание ANR

Локальный анализ

Самый простой случай — если у вас есть возможность стабильно воспроизводить ANR-проблему локально. Существует довольно много инструментов, которые могут помочь вам быстро найти источник проблемы.

Первое, что можно сделать, — это проверить дамп стек-трейсов для всех потоков (thread dump). Когда приложение перестает отвечать, Android создаёт дамп всех текущих потоков, который может помочь в анализе проблемы. Обычно он находится в директории /data/anr/, точный путь можно найти в Logcat сразу после сообщения об ошибке ANR.

Дамп потоков содержит стек-трейсы: вы увидите, в каком состоянии был каждый поток (например, какая строка выполнялась в конкретный момент времени). По сути, это состояние приложения на момент создания дампа.

Чаще всего причина возникновения ANR обнаруживается в стек-трейсе главного потока скорее всего, код в этом месте выполняется слишком долго. Если информации из этого стек-трейса будет недостаточно, можно попробовать обратиться к довольно неплохой документации от Google, где описываются основные причины, способы диагностирования и решения проблемы ANR.

Отслеживание с помощью Google Play

Google Play автоматически отправляет отчёты об ошибках ANR, если у пользователя включена такая опция. В консоли Google Play есть несколько метрик и инструментов для анализа ANR.

Во-первых, можно увидеть агрегированные графики с общим количеством ANR-ошибок за день. Также есть такая метрика, как ANR rate — отношение количества сессий за день, в которых возникала хотя бы одна ANR-ошибка, к общему количеству сессий за сутки. Для этой метрики задан порог в 0,47%, превышение которого считается «неудовлетворительным поведением» (“Bad Behaviour”) и может плохо повлиять на позицию приложения в Google Play. 

Во-вторых, можно открывать отдельные отчёты об ANR-ошибках, сгруппированные по схожести на основе стек-трейса. Основные группы находятся в разделе Android Vitals. И это, вероятно, наиболее полезный раздел для выявления самых частых причин возникновения ANR-ошибок в вашем приложении.

Если вы активно используете консоль Google Play, вы могли заметить некоторые недостатки. Например, к отчётам нельзя прикрепить дополнительную информацию, такую как логи для отладки. Также невозможно настроить логику группировки отчётов. Иногда система помещает в одну группу ошибки, возникшие по разным причинам, а иногда раскидывает по разным группам ошибки, у которых причина одна.

Всё это иногда затрудняет определение основных ошибок и поиск изначальных проблем. Что же можно сделать для улучшения ситуации?

Скачивание данных из Google Play

Для решения проблемы с логикой группировки можно попробовать скачать сырые отчёты об ANR-ошибках из Google Play для последующего ручного анализа. Раньше была возможность выгрузить эти данные из Google Cloud Storage, но несколько лет назад Google перестала поддерживать этот функционал:

Однако всё ещё можно просматривать отдельные отчёты в консоли. Но как нам экспортировать тысячи отчётов, не потратив при этом кучу времени на рутинную работу?

Существует много способов автоматизировать сбор информации с сайтов. Самый правильный и простой — получение данных через API, но, к сожалению, Google не предоставляет публичный API для получения отчётов. Одно из решений — эмулировать пользовательское поведение, автоматически кликая на ссылки и кнопки в браузере и сохраняя отображающийся текст.

Веб-скрапер можно реализовать с помощью популярного инструмента Selenium, который предоставляет простой интерфейс для взаимодействия с веб-страницами. Изначально он предназначался для создания автоматизированных тестов для веб-приложений и доступен на разных языках, включая Java и Kotlin.

Мы реализовали скрапер на Selenium и получили сырые отчёты об ANR-ошибках для одного из релизов. Благодаря этому нам удалось проанализировать их так, как не получилось бы сделать с помощью встроенных в консоль Google Play инструментов. Например, просто поискав в отчётах по ключевым словам “Application.onCreate”, мы обнаружили, что около 60% ошибок произошло во время выполнения метода Application.onCreate. При этом в консоли Google Play нет возможности получить такую информацию, так как отчёты разбиты по группам.

Внутренняя аналитика

Другой способ сбора дополнительных данных и проведения расширенного анализа заключается в настройке собственного репортинга ANR-ошибок. В прошлом мы уже экспериментировали с решением похожих проблем, настраивая репортинг крашей. Для того чтобы проводить анализ падений приложения, мы создали внутренний инструмент Gelato.

Его функциональность схожа с возможностями других инструментов для краш-репортинга, таких как Firebase Crashlytics и App Center, но ещё и позволяет нам полностью контролировать сохраняемые данные, менять логику группировки и применять сложную фильтрацию:

Мы решили отслеживать в Gelato ещё и ANR-ошибки в надежде, что это поможет нам в поиске их причин. Для этого нам нужно было знать, когда приложение перестаёт отвечать. В Android 11 появился новый API, предоставляющий информацию о недавних причинах завершения процесса, но у большинства наших пользователей установлены более ранние версии ОС, поэтому нам требовалось найти другое решение.

И мы нашли простой способ, который часто используется для отслеживания зависаний главного потока исполнения: запустить watchdog-поток, который периодически будет пытаться выполнить задачу в главном потоке. Если задача не выполняется за определённый промежуток времени, то можно сохранить дамп текущего состояния потоков и отправить его в наш инструмент для анализа отчётов о падениях:

Такую логику реализует, например, библиотека, которой мы воспользовались для реализации репортинга в Gelato. Это позволило нам проводить более глубокий анализ данных и лучше интегрировать этот инструмент в нашу инфраструктуру. Например, теперь мы можем сравнивать зависания главного потока в разных вариантах в ходе A/B-тестирования.

Вот пример отчёта в нашей системе:

Полезный совет: собирайте и отправляйте вместе с отчётом лог событий аналитики. Иногда это даёт возможность буквально пошагово воспроизвести проблему. 

Если у вас нет своего решения для сбора отчётов о падениях приложения, вы можете настроить репортинг и в сторонние инструменты. Например, можно отправлять ANR-ошибки в App Center или Firebase Crashlytics, так как они предоставляют API для отправки кастомных крашей.

Но помните, что все эти отчёты нельзя считать полной альтернативой ANR-отчётам в Google Play (как мы говорили выше, в Android немного другие правила определения таких ошибок). Но в любом случае это может помочь получить общее представление об основных проблемах. Вполне вероятно, что если генерируется много отчётов о зависании главного потока исполнения в какой-то части вашего приложения, то в ней происходят и ANR-ошибки. 

В завершение

Мы обсудили, что представляют собой ANR-ошибки и как их можно отслеживать. Во второй части статьи я расскажу о наших подходах к снижению ANR rate и о том, что из этого получилось.

Ссылки

1. Android Vitals в Google Play: https://developer.android.com/distribute/best-practices/develop/android-vitals

2. Отладка ANR: https://developer.android.com/topic/performance/vitals/anr

3. API для получения причин завершения процесса: https://developer.android.com/reference/kotlin/android/app/ActivityManager#gethistoricalprocessexitreasons

4. Фреймворк для тестирования веб-страниц: https://www.selenium.dev/

5. Библиотека для определения зависаний: https://github.com/SalomonBrys/ANR-WatchDog