什么是 Android Binder“事务”？

Question

在通过单个 APK 运行的两个 Android 进程之间发送消息时，我收到了 TransactionTooLargeException。每条消息只包含少量数据，much smaller than the 1 mb total (as specified in the docs)。

我创建了一个测试应用程序（下面的代码）来解决这种现象，并注意到三件事：

1. 如果每条消息超过 200 kb，我会收到 android.os.TransactionTooLargeException。

2. 如果每条消息小于 200kb，我会收到 android.os.DeadObjectException

3. 添加Thread.sleep(1) 似乎已经解决了这个问题。我无法使用Thread.sleep

获得任何异常

Looking through the Android C++ code，似乎transaction 因未知原因而失败并被解释为这些异常之一

问题

1. 什么是“transaction”？
2. 什么定义了事务中的内容？在给定时间内是否有一定数量的事件？或者只是事件的最大数量/规模？
3. 有没有办法“刷新”交易或等待交易完成？
4. 避免这些错误的正确方法是什么？ （注意：将其分解成更小的部分只会引发不同的异常）

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代码

AndroidManifest.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest package="com.example.boundservicestest"
          xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">

    <application
        android:allowBackup="true"
        android:icon="@mipmap/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name"
        android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round"
        android:supportsRtl="true"
        android:theme="@style/AppTheme">
        <activity android:name=".MainActivity">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN"/>

                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER"/>
            </intent-filter>
        </activity>
        <service android:name=".BoundService" android:process=":separate"/>
    </application>

</manifest>

MainActivity.kt

class MainActivity : AppCompatActivity() {

    private lateinit var sendDataButton: Button
    private val myServiceConnection: MyServiceConnection = MyServiceConnection(this)

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
        myServiceConnection.bind()

        sendDataButton = findViewById(R.id.sendDataButton)

        val maxTransactionSize = 1_000_000 // i.e. 1 mb ish
        // Number of messages
        val n = 10
        // Size of each message
        val bundleSize = maxTransactionSize / n

        sendDataButton.setOnClickListener {
            (1..n).forEach { i ->
                val bundle = Bundle().apply {
                    putByteArray("array", ByteArray(bundleSize))
                }
                myServiceConnection.sendMessage(i, bundle)
                // uncommenting this line stops the exception from being thrown
//                Thread.sleep(1)
            }
        }
    }
}

MyServiceConnection.kt

class MyServiceConnection(private val context: Context) : ServiceConnection {
    private var service: Messenger? = null

    fun bind() {
        val intent = Intent(context, BoundService::class.java)
        context.bindService(intent, this, Context.BIND_AUTO_CREATE)
    }

    override fun onServiceConnected(name: ComponentName, service: IBinder) {
        val newService = Messenger(service)
        this.service = newService
    }

    override fun onServiceDisconnected(name: ComponentName?) {
        service = null
    }

    fun sendMessage(what: Int, extras: Bundle? = null) {
        val message = Message.obtain(null, what)
        message.data = extras
        service?.send(message)
    }
}

BoundService.kt

internal class BoundService : Service() {
    private val serviceMessenger = Messenger(object : Handler() {
        override fun handleMessage(message: Message) {
            Log.i("BoundService", "New Message: ${message.what}")
        }
    })

    override fun onBind(intent: Intent?): IBinder {
        Log.i("BoundService", "On Bind")
        return serviceMessenger.binder
    }
}

build.gradle*

apply plugin: 'com.android.application'
apply plugin: 'kotlin-android'
apply plugin: 'kotlin-android-extensions'

android {
    compileSdkVersion 27
    defaultConfig {
        applicationId "com.example.boundservicestest"
        minSdkVersion 19
        targetSdkVersion 25
        versionCode 1
        versionName "1.0"
        testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"
    }
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
        }
    }
}

dependencies {
    implementation fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
    implementation "org.jetbrains.kotlin:kotlin-stdlib-jdk7:$kotlin_version"
    implementation 'com.android.support:appcompat-v7:27.1.1'
}

堆栈跟踪

07-19 09:57:43.919 11492-11492/com.example.boundservicestest E/AndroidRuntime: FATAL EXCEPTION: main
    Process: com.example.boundservicestest, PID: 11492
    java.lang.RuntimeException: java.lang.reflect.InvocationTargetException
        at com.android.internal.os.RuntimeInit$MethodAndArgsCaller.run(RuntimeInit.java:448)
        at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:807)
     Caused by: java.lang.reflect.InvocationTargetException
        at java.lang.reflect.Method.invoke(Native Method)
        at com.android.internal.os.RuntimeInit$MethodAndArgsCaller.run(RuntimeInit.java:438)
        at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:807) 
     Caused by: android.os.DeadObjectException: Transaction failed on small parcel; remote process probably died
        at android.os.BinderProxy.transactNative(Native Method)
        at android.os.BinderProxy.transact(Binder.java:764)
        at android.os.IMessenger$Stub$Proxy.send(IMessenger.java:89)
        at android.os.Messenger.send(Messenger.java:57)
        at com.example.boundservicestest.MyServiceConnection.sendMessage(MyServiceConnection.kt:32)
        at com.example.boundservicestest.MainActivity$onCreate$1.onClick(MainActivity.kt:30)
        at android.view.View.performClick(View.java:6294)
        at android.view.View$PerformClick.run(View.java:24770)
        at android.os.Handler.handleCallback(Handler.java:790)
        at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:99)
        at android.os.Looper.loop(Looper.java:164)
        at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:6494)
        at java.lang.reflect.Method.invoke(Native Method) 
        at com.android.internal.os.RuntimeInit$MethodAndArgsCaller.run(RuntimeInit.java:438) 
        at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:807) 

Answer 1

其他人对情况进行了很多解释，但缺少一些重要的事情。

1) 什么是“交易”？ 事务是预定义的消息，通过进程间屏障传递缓冲区（在内核的帮助下 - 实现在内核内部 - https://elixir.bootlin.com/linux/latest/source/drivers/android/binder.c - 不是 C++/Java 用户代码。）。 它使用名为 parcels 的序列化缓冲区，它通过内核传递给消费者。 事务适用于小型自包含数据，而不是巨大的内存缓冲区。

2) 什么定义了事务中的内容？在给定时间内是否有一定数量的事件？或者只是事件的最大数量/规模？ 事务或多或少是写入内核以通过总线“传输”到连接的客户端。看来你有限制。

3) 有没有办法“刷新”交易或等待交易完成？ 取决于，你不应该需要这个。

4) 避免这些错误的正确方法是什么？ （注意：将其分解成更小的部分只会引发不同的异常）

更合理地设计您的应用程序： 如果你在同一个内存中，你可以共享对象。

但是，有一个被忽视的功能允许使用 binder 共享大量数据：您可以映射整个文件描述符。有一个类：https://developer.android.com/reference/android/os/ParcelFileDescriptor

你可以用来包装内存文件： https://developer.android.com/reference/android/os/MemoryFile

一般来说，传递的文件描述符可以通过检索进程来加载，因为 android 在后台将这些描述符映射为传递的进程可以访问的。这是真正的“修复”。文件描述符本身可以附加巨大的缓冲区。

Answer 2

1) 什么是“交易”？

当客户端进程调用服务器进程（在我们的例子中为service?.send(message)）时，它会传输一个表示要调用的方法的代码以及编组数据（包裹）。此调用称为事务。客户端 Binder 对象调用 transact() 而服务器 Binder 对象在 onTransact() 方法中接收此调用。检查This 和This。

2) 什么定义了事务中的内容？在给定时间内是否有一定数量的事件？或者只是事件的最大数量/大小？

一般来说，它是由 Binder 协议决定的。它们使用代理（由客户端）和存根（由服务）。代理接受您的高级 Java/C++ 方法调用（请求）并将它们转换为 Parcels（编组）并将事务提交给 Binder Kernel Driver 并阻止。另一方面，存根（在服务进程中）监听 Binder 内核驱动程序并在收到回调时将 Parcel 解组为服务可以理解的丰富数据类型/对象。

如果Android Binder框架发送通过transact()的数据是一个Parcel(表示我们可以发送Parcel对象支持的所有类型的数据。)，存储在Binder事务缓冲区中。Binder事务缓冲区有一个有限的固定大小，目前为 1Mb，由该进程正在进行的所有事务共享。因此，如果每条消息超过 200 kb，则 5 个或更少的正在运行的事务将导致超过限制并抛出TransactionTooLargeException。因此，当有许多事务正在进行时，即使大多数单个事务的大小适中，也可能会引发此异常。如果一个活动使用了在另一个进程中运行的服务，而该服务在执行请求的过程中死掉了，它将看到DeadObjectException 异常。在 Android 中杀死进程有很多原因。更多信息请查看this blog。

3) 有没有办法“刷新”交易或等待交易完成？

默认情况下，对transact() 的调用会阻塞客户端线程（在进程1 中运行），直到onTransact() 在远程线程中完成其执行（在进程2 中运行）。因此事务API 在Android 中本质上是同步的。如果您不希望 transact() 调用阻塞，那么您可以传递 IBinder.FLAG_ONEWAY 标志（标志到 transact(int, Parcel, Parcel, int)）以立即返回，而无需等待任何返回值。您必须为此实现自定义 IBinder 实现。

4) 避免这些错误的正确方法是什么？ （注意：将其分解成更小的部分只会引发不同的异常）

1. 一次限制事务数。进行真正必要的事务（一次所有正在进行的事务的消息大小必须小于 1MB）。
2. 确保运行其他 Android 组件的进程（应用进程除外）必须在其中运行。

注意：- Android 支持 Parcel 在不同之间发送数据 过程。一个 Parcel 可以包含两个展平的数据 在 IPC 的另一侧未展平（使用各种方法 这里用于编写特定类型，或通用 Parcelable 接口）， 以及对活动 IBinder 对象的引用，这将导致另一个 接收与原始 IBinder 连接的代理 IBinder 的一方 包裹。

将服务与活动绑定的正确方法是在活动onStart()上绑定服务并在onStop()中取消绑定，这是活动的可见生命周期。

在你的情况下，在MyServiceConnection 类中添加方法：-

fun unBind() { context.unbindService(this) }

在你的 Activity 类中：-

override fun onStart() {
        super.onStart()
        myServiceConnection.bind()
    }

    override fun onStop() {
        super.onStop()
        myServiceConnection.unBind()
    }

希望这会对你有所帮助。

Answer 3

1. 什么是“交易”？

在远程过程调用期间，调用的参数和返回值作为存储在 Binder 事务缓冲区中的 Parcel 对象进行传输。如果参数或返回值太大而无法放入事务缓冲区，则调用将失败并抛出TransactionTooLargeException。

2。什么定义了事务中的内容？在给定时间内是否有一定数量的事件？或者只是事件的最大数量/规模？ 唯一且唯一的尺寸 Binder 事务缓冲区有一个有限的固定大小，目前为 1Mb，由该进程正在进行的所有事务共享。

3.有没有办法“刷新”交易或等待交易完成？

没有

4.避免这些错误的正确方法是什么？ （注意：将其分解成更小的部分只会引发不同的异常）

据我了解，您的消息对象可能包含图像的字节数组或其他大小超过 1mb 的东西。不要在 Bundle 中发送 bytearray。

选项 1： 对于图像，我认为您应该通过 Bundle 传递 URI。使用毕加索，因为它使用缓存不会多次下载图像。

选项 2 [不推荐] 压缩字节数组，因为它可能无法压缩到所需的大小

//Convert to byte array
ByteArrayOutputStream stream = new ByteArrayOutputStream();
bmp.compress(Bitmap.CompressFormat.PNG, 100, stream);
byte[] byteArr = stream.toByteArray();

Intent in1 = new Intent(this, Activity2.class);
in1.putExtra("image",byteArr);

然后在活动2中：

byte[] byteArr = getIntent().getByteArrayExtra("image");
Bitmap bmp = BitmapFactory.decodeByteArray(byteArr, 0, byteArr.length);

选项3 [推荐]使用文件读/写并通过bundle传递uri

写入文件：

private void writeToFile(String data,Context context) {
    try {
        OutputStreamWriter outputStreamWriter = new OutputStreamWriter(context.openFileOutput("filename.txt", Context.MODE_PRIVATE));
        outputStreamWriter.write(data);
        outputStreamWriter.close();
    }
    catch (IOException e) {
        Log.e("Exception", "File write failed: " + e.toString());
    } 
}

读取文件：

private String readFromFile(Context context) {

    String ret = "";

    try {
        InputStream inputStream = context.openFileInput("filename.txt");

        if ( inputStream != null ) {
            InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(inputStream);
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(inputStreamReader);
            String receiveString = "";
            StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();

            while ( (receiveString = bufferedReader.readLine()) != null ) {
                stringBuilder.append(receiveString);
            }

            inputStream.close();
            ret = stringBuilder.toString();
        }
    }
    catch (FileNotFoundException e) {
        Log.e("login activity", "File not found: " + e.toString());
    } catch (IOException e) {
        Log.e("login activity", "Can not read file: " + e.toString());
    }

    return ret;
}

选项 4（使用 gson） 写对象

[YourObject] v = new [YourObject]();
Gson gson = new Gson();
String s = gson.toJson(v);

FileOutputStream outputStream;

try {
  outputStream = openFileOutput(filename, Context.MODE_PRIVATE);
  outputStream.write(s.getBytes());
  outputStream.close();
} catch (Exception e) {
  e.printStackTrace();
}

如何回读：

 FileInputStream fis = context.openFileInput("myfile.txt", Context.MODE_PRIVATE);
 InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);
 BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(isr);
 StringBuilder sb = new StringBuilder();
 String line;
 while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {
     sb.append(line);
 }

 String json = sb.toString();
 Gson gson = new Gson();
 [YourObject] v = gson.fromJson(json, [YourObject].class);