什么是 Android 活页夹 "Transaction?"

What is an Android Binder "Transaction?"

当从单个 APK 在两个 Android 进程 运行 之间发送消息时,我收到 TransactionTooLargeException。每条消息仅包含少量数据,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)来解决这个问题,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,我会得到 android.os.DeadObjectException

  3. 添加一个Thread.sleep(1)似乎解决了这个问题。我无法通过 Thread.sleep

  4. 获得任何异常

Looking through the Android C++ code,似乎 transaction 因未知原因失败并被解释为其中一个异常

问题

  1. 什么是“transaction”?
  2. 什么定义了交易中的内容?是在给定时间内发生了一定数量的事件吗?或者最多 number/size 个事件?
  3. 有没有办法"Flush"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)


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$onCreate.onClick(MainActivity.kt:30)
        at android.view.View.performClick(View.java:6294)
        at android.view.View$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) 

1. 什么是"transaction"?

在远程过程调用期间,调用的参数和 return 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 return 值太大而无法放入事务缓冲区,则调用将失败并抛出 TransactionTooLargeException

2。什么定义了交易中的内容?是在给定时间内发生了一定数量的事件吗?或者最多 number/size 个事件? 只有大小 Binder 事务缓冲区有一个固定大小的限制,目前是 1Mb,由进程的所有正在进行的事务共享。

3。有没有办法"Flush"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字节数组或其他大小超过 1mb 的对象。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 Picasso 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 Activity 2:

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) 写入对象

[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();
}

如何读回:

 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);

1) 什么是"transaction"?

当客户端进程调用服务器进程时(在我们的例子中 service?.send(message)),它会传输代表要调用的方法的代码以及编组数据 (Parcels)。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 and This.

2) 什么定义了交易中的内容?是在给定时间内发生了一定数量的事件吗?或者最多 number/size 个事件?

通常由 Binder 决定 protocol.They 使用代理(由客户端)和存根(由服务)。代理接受你的高级 Java/C++ 方法调用(请求)并将它们转换为包裹(编组)并将事务提交给 Binder 内核驱动程序和块。另一方面,存根(在服务进程中)侦听 Binder 内核驱动程序并在收到回调后解组 Parcels,成为服务可以理解的丰富数据 types/objects。

在 Android Binder 框架的情况下,通过 transact() 发送的数据是 Parcel(It means that we can send all types of data supported by Parcel object.), stored in the Binder transaction buffer.The Binder transaction buffer has a limited fixed size, currently 1Mb, which is shared by all transactions in progress for the process. So if each message is over 200 kb, Then 5 or less running transactions will result in limit to exceed and throw TransactionTooLargeException. Consequently this exception can be thrown when there are many transactions in progress even when most of the individual transactions are of moderate size. An activity will see DeadObjectException exception if it makes use of a service running in another process that dies in the middle of performing a request. There are plenty of reasons for a process to kill in Android. Check this blog 以获取更多信息。

3) 有没有办法"Flush"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(运行 in process1),直到 onTransact() 在远程线程(运行 in process2)。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,那么您可以立即将 IBinder.FLAG_ONEWAY flag(Flag to transact(int, Parcel, Parcel, int)) 传递给 return,而无需等待任何 return values.You 必须实现您的自定义为此的 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. 一次限制交易数量。做真正必要的交易(一次所有正在进行的交易的消息大小必须小于1MB)。
  2. 确保其他 Android 组件 运行 的进程(应用程序进程除外)必须是 运行。

Note:- Android support Parcel to send data between different processes. A Parcel can contain both flattened data that will be unflattened on the other side of the IPC (using the various methods here for writing specific types, or the general Parcelable interface), and references to live IBinder objects that will result in the other side receiving a proxy IBinder connected with the original IBinder in the Parcel.

将服务与 activity 绑定的正确方法是在 Activity onStart() 上绑定服务并在 onStop() 中解除绑定,这是 Activity 的可见生命周期.

在您的情况下 MyServiceConnection class 中的添加方法:-

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

在你的 Activity class 中:-

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

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

希望对您有所帮助。

其他的都解释的比较多了,但是还是漏掉了一些重要的东西

1) 什么是“交易”? 事务是预定义的消息,它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。 事务适用于小型独立数据,而不是巨大的内存缓冲区。

2) 什么定义了交易中的内容?是在给定时间内发生了一定数量的事件吗?或者最多 number/size 个事件? 事务或多或少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)

设计你的应用稍微合理一些: 如果您在同一内存中,则可以共享对象。

然而,有一个被忽视的功能允许使用活页夹共享大量数据:您可以映射整个文件描述符。有一个class: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

一般情况下,传递的文件描述符可以通过检索进程加载,因为 android 在幕后将这些描述符映射为传递的进程可访问。这是实际的“修复”。文件描述符本身可以附加巨大的缓冲区。