WindowManager$BadTokenException-解決方案

Java 安卓開發 · 發表 2019-01-29 16:35:28

摘要：簡介上一篇分析了WindowManager$BadTokenException發生的原因，帶大家一起通過分析WindowManager原始碼，更加深入的瞭解了WindowManager新增window的過程，以及在使用WindowManager新增自己的window或者View的...

簡介

上一篇分析了WindowManager$BadTokenException發生的原因，帶大家一起通過分析WindowManager原始碼，更加深入的瞭解了WindowManager新增window的過程，以及在使用WindowManager新增自己的window或者View的時候，怎麼去避免發生異常，接下來，繼續深入分析WindowManager原始碼，帶大家一起尋找，解決平時使用WindowManager出現的各種異常的辦法。

本文章講解，建立在上一篇文章的基礎之上，所以閱讀本文章前，請先閱讀上一篇文章，地址如下：

WindowManager$BadTokenException(WindowManager原始碼分析

原始碼版本

在沒有特別說明的情況下，原始碼版本如下：

sdk：android-28
Android系統原始碼：Android8.0

window型別

Window有三種類型，分別是應用Window，子Window和系統Window。

應用類Window對應著一個Activity。
子Window不能單獨存在，它需要附屬在特定的父Window中，比如Dialog就是一個子Window。

系統Window是需要宣告許可權才能建立的Window，比如Toast和系統狀態列這些都是系統Window。

Window是分層的，每個Window都有對應的z-ordered，層級大的會覆蓋在層級小的Window上。在三類
Window中，應用Window的層級範圍是1~99，子Window的層級範圍是1000~1999，系統Window的層級範 
圍是2000~2999。很顯然系統Window的層級是最大的，而且系統層級有很多值，一般我們可以選用 
TYPE_SYSTEM_ERROR或者TYPE_SYSTEM_OVERLAY，另外重要的是要記得在清單檔案中宣告許可權。

系統Window

由於原始碼比較多，只講解關鍵或者不容易判斷的程式碼，其它可以自行檢視。

函式：addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,Display display, Window parentWindow)

原始碼檔案：WindowManagerGlobal.java

root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);

建立ViewRootImpl，看一下里面建立的幾個關鍵的物件

（1） mWindow = new W(this);

（2） mWindowSession = WindowManagerGlobal.getWindowSession();

函式：setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView)

原始碼檔案：ViewRootImpl.java

引數變化：

（1） attrs

mWindowAttributes.copyFrom(attrs);
if (mWindowAttributes.packageName == null) {
mWindowAttributes.packageName = mBasePackageName;
}
attrs = mWindowAttributes;

函式：addWindow(Session session, IWindow client, int seq,WindowManager.LayoutParams attrs, int viewVisibility, int displayId, Rect outContentInsets, Rect outStableInsets, Rect outOutsets,InputChannel outInputChannel)

引數

（1）session： mWindowSession

（2）client：mWindow

（3）attrs：mWindowAttributes包含了傳入時WindowManager.LayoutParams引數的所有屬性

許可權檢測： int res = mPolicy.checkAddPermission(attrs, appOp)

函式：checkAddPermission(WindowManager.LayoutParams attrs, int[] outAppOp)

原始碼路徑：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/policy/PhoneWindowManager.java

（1）如果不在window型別裡，返回無效型別 —— ADD_INVALID_TYPE

if (!((type >= FIRST_APPLICATION_WINDOW && type <= LAST_APPLICATION_WINDOW)
|| (type >= FIRST_SUB_WINDOW && type <= LAST_SUB_WINDOW)
|| (type >= FIRST_SYSTEM_WINDOW && type <= LAST_SYSTEM_WINDOW))) {
return WindowManagerGlobal.ADD_INVALID_TYPE;
}

（2）不是系統窗體型別（即應用window和子window）和高於最後一個系統window型別的，直接返回 —— ADD_OKAY，不再進行許可權檢測。

if (type < FIRST_SYSTEM_WINDOW || type > LAST_SYSTEM_WINDOW) {
// Window manager will make sure these are okay.
return ADD_OKAY;
}

(3) 如果不是系統彈窗window，除了一下型別，者需要INTERNAL_SYSTEM_WINDOW許可權（系統app才能申請的許可權）

//WindowManager.java
public static boolean isSystemAlertWindowType(int type) {
switch (type) {
case TYPE_PHONE:
case TYPE_PRIORITY_PHONE:
case TYPE_SYSTEM_ALERT:
case TYPE_SYSTEM_ERROR:
case TYPE_SYSTEM_OVERLAY:
case TYPE_APPLICATION_OVERLAY:
return true;
}
return false;
}

if (!isSystemAlertWindowType(type)) {
switch (type) {
case TYPE_TOAST:
outAppOp[0] = OP_TOAST_WINDOW;
return ADD_OKAY;
case TYPE_DREAM:
case TYPE_INPUT_METHOD:
case TYPE_WALLPAPER:
case TYPE_PRESENTATION:
case TYPE_PRIVATE_PRESENTATION:
case TYPE_VOICE_INTERACTION:
case TYPE_ACCESSIBILITY_OVERLAY:
case TYPE_QS_DIALOG:
// The window manager will check these.
return ADD_OKAY;
}
return mContext.checkCallingOrSelfPermission(INTERNAL_SYSTEM_WINDOW)
== PERMISSION_GRANTED ? ADD_OKAY : ADD_PERMISSION_DENIED;
}

if (appInfo == null || (type != TYPE_APPLICATION_OVERLAY && appInfo.targetSdkVersion >= O)) {
return (mContext.checkCallingOrSelfPermission(INTERNAL_SYSTEM_WINDOW)
== PERMISSION_GRANTED) ? ADD_OKAY : ADD_PERMISSION_DENIED;
}

(4) 檢測app是否申明或者在裝置裡面以及打開了許可權

final int mode = mAppOpsManager.checkOpNoThrow(outAppOp[0], callingUid, attrs.packageName);
switch (mode) {
case AppOpsManager.MODE_ALLOWED:
case AppOpsManager.MODE_IGNORED:
return ADD_OKAY;
case AppOpsManager.MODE_ERRORED:
if (appInfo.targetSdkVersion < M) {
return ADD_OKAY;
}
return ADD_PERMISSION_DENIED;
default:
//預設需要SYSTEM_ALERT_WINDOW許可權
return (mContext.checkCallingOrSelfPermission(SYSTEM_ALERT_WINDOW)
== PERMISSION_GRANTED) ? ADD_OKAY : ADD_PERMISSION_DENIED;
```

型別檢測

（1）callingUid，type

現在是在系統程序裡面，window新增過程其實是跨程序的，這句話意思是獲取呼叫程序的uid，即我們app所在的程序uid

final int callingUid = Binder.getCallingUid();

//這個是我們傳入的window型別

final int type = attrs.type;

(2) mWindowMap
```
final WindowState win = new WindowState(this, session, client, token, parentWindow,
appOp[0], seq, attrs, viewVisibility, session.mUid,
session.mCanAddInternalSystemWindow);
//client：mWindow
mWindowMap.put(client.asBinder(), win);
```

異常：

（1） Unable to add window -- windowmWindow has already been added

if (mWindowMap.containsKey(client.asBinder())) {
return WindowManagerGlobal.ADD_DUPLICATE_ADD;
}

意思是同一個window新增多次，但是通過addview方法，都會重新建立ViewRootImpl物件，然後重新建立mWindow，所以應該不會報這個錯。

（2） Unable to add window -- token attrs.token is not valid; is your activity running?

``
if (type >= FIRST_SUB_WINDOW && type <= LAST_SUB_WINDOW) {
parentWindow = windowForClientLocked(null, attrs.token, false);
if (parentWindow == null) {
return WindowManagerGlobal.ADD_BAD_SUBWINDOW_TOKEN;
}
if (parentWindow.mAttrs.type >= FIRST_SUB_WINDOW
&& parentWindow.mAttrs.type <= LAST_SUB_WINDOW) {
return WindowManagerGlobal.ADD_BAD_SUBWINDOW_TOKEN;
}
}
```

子window必須依賴於父window，並且父window不能是子window型別

檢測window型別合法性

AppWindowToken atoken = null;
//系統window型別，parentWindow是null
final boolean hasParent = parentWindow != null;
//獲取token，點選方法，裡面是和hashmap集合，裡面儲存的是activity在啟動的時候，建立的token，所
//以在這裡獲取到的是null，因為attrs裡面taken為null，如果自己構造一個，其實也應該是null
WindowToken token = displayContent.getWindowToken( hasParent ? parentWindow.mAttrs.token : attrs.token);
// If this is a child window, we want to apply the same type checking rules as the
// parent window type.
final int rootType = hasParent ? parentWindow.mAttrs.type : type;
boolean addToastWindowRequiresToken = false;

經過上面的分析，我平時通過獲取windowmanager，然後新增view的操作，應該都會進入token == null這個條件中，知道怎麼才會報異常，那麼接下來就知道怎麼去應對了。當然，不同的Android系統版本，邏輯是有差異的，總得來說，系統版本越高，控制得越嚴格。具體的解決方案，請繼續往下看，我會在最後講解，如果只是想知道解決辦法，可以直接拉到最後檢視。

為什麼Toast不會報異常：

Toast簡單的原始碼分析

Toast其實也是用的windowmanager新增我們view實現的，而且type是TYPE_TOAST，但是它為什麼不會出現之前說的哪些異常呢，其實toast最大的不同就是，在toast新增window之前會先和windowmanagerservice進行通訊，然後會返回一個binder物件（即token），然後在addwindow的時候一起帶過去。下面就一起看看：

public void show() {
if (mNextView == null) {
throw new RuntimeException("setView must have been called");
}

INotificationManager service = getService();
String pkg = mContext.getOpPackageName();
TN tn = mTN;
tn.mNextView = mNextView;

try {
service.enqueueToast(pkg, tn, mDuration);
} catch (RemoteException e) {
// Empty
}
}

函式：

原始碼路徑：enqueueToast(String pkg, ITransientNotification callback, int duration) frameworks/base/services/core/java/com/android/server/notification/NotificationManagerService.java

@Override
public void enqueueToast(String pkg, ITransientNotification callback, int duration)
{
....
synchronized (mToastQueue) {
...
// If the package already has a toast, we update its toast
// in the queue, we don't move it to the end of the queue.
if (index >= 0) {
...
} else {
Binder token = new Binder();
mWindowManagerInternal.addWindowToken(token, TYPE_TOAST, DEFAULT_DISPLAY);
record = new ToastRecord(callingPid, pkg, callback, duration, token);
mToastQueue.add(record);
index = mToastQueue.size() - 1;
}
keepProcessAliveIfNeededLocked(callingPid);
...
if (index == 0) {
showNextToastLocked();
}
} finally {
Binder.restoreCallingIdentity(callingId);
}
}
}

void showNextToastLocked() {
ToastRecord record = mToastQueue.get(0);
while (record != null) {
if (DBG) Slog.d(TAG, "Show pkg=" + record.pkg + " callback=" + record.callback);
try {
record.callback.show(record.token);
scheduleTimeoutLocked(record);
return;
} catch (RemoteException e) {
...
}
}

關鍵程式碼： mWindowManagerInternal.addWindowToken(token, TYPE_TOAST, DEFAULT_DISPLAY);

mWindowManagerInternal = LocalServices.getService(WindowManagerInternal.class);
//rameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/WindowManagerService.java
LocalServices.addService(WindowManagerInternal.class, new LocalService());
LocalService是WindowManagerService的內部類

@Override
public void addWindowToken(IBinder token, int type, int displayId) {
WindowManagerService.this.addWindowToken(token, type, displayId);
}

@Override
public void addWindowToken(IBinder binder, int type, int displayId) {
if (!checkCallingPermission(MANAGE_APP_TOKENS, "addWindowToken()")) {
throw new SecurityException("Requires MANAGE_APP_TOKENS permission");
}

synchronized(mWindowMap) {
final DisplayContent dc = mRoot.getDisplayContentOrCreate(displayId);
WindowToken token = dc.getWindowToken(binder);
if (token != null) {
...
return;
}
if (type == TYPE_WALLPAPER) {
new WallpaperWindowToken(this, binder, true, dc,
true /* ownerCanManageAppTokens */);
} else {
new WindowToken(this, binder, type, true, dc, true /* ownerCanManageAppTokens */);
}

上面會將toast的token新增到DisplayContent裡面，所以在上面獲取的token的時候就不為null，這樣就不會出現進入token == null時的異常，由於toast是維護在一個佇列裡面，下一個顯示前，上一個時已經被移除，所以不會出現同時顯示兩個懸浮窗的情況，自然不會出現之前的說的異常。所以，可以模仿toast的佇列，來防止同時彈處兩個懸浮窗而導致的崩潰。

解決方案

我們來看一下，可以使用哪些系統型別，這裡只列舉常用的系統型別，型別實在太多了。根據if (!isSystemAlertWindowType(type)) 這個判斷，其實我們可以把型別鎖定到這些上：

TYPE_PHONE，TYPE_PRIORITY_PHONE，TYPE_SYSTEM_ALERT，TYPE_SYSTEM_ERROR，TYPE_SYSTEM_OVERLAY，TYPE_APPLICATION_OVERLAY，TYPE_TOAST

這裡面只有TYPE_TOAST不需要 "SYSTEM_ALERT_WINDOW"許可權，但是在不同的版本會有不同的限制。

使用者已經授予了 "SYSTEM_ALERT_WINDOW"許可權

系統版本 >= O
這種情況下上面的所以型別按理都是可以使用的，但是TYPE_TOAST在targetSdkVersion >= 26時，是不能直接新增window的，而且在sdk 26後，google推薦使用TYPE_APPLICATION_OVERLAY，所以在有許可權和系統版本在O或者以上時，可以用TYPE_APPLICATION_OVERLAY。
系統版本 < O
這個時候就不能用TYPE_APPLICATION_OVERLAY，那麼其實我們可以用TYPE_SYSTEM_ALERT。

有許可權的情況下，其實還是比較好處理的，這樣就不會出現用TYPE_TOAST時出現的異常

使用者沒有授予了 "SYSTEM_ALERT_WINDOW"許可權

這種情況下，沒辦法了，就不能用上面的系統型別了，那我們可以用TYPE_TOAST，這個型別是不需要特殊許可權的，使用TYPE_TOAST有兩種方法，直接有系統的Toast類，二是還是像上面那樣，只是型別指定為TYPE_TOAST。

問題：

使用TYPE_TOAST，在android8.0及以上，是不能直接新增window，在Android8.0以下的某些版本，在上一個沒有移除前，是不能繼續新增下一個的，當然可以模仿toast的方式，但是，這個需要hook系統的方法，所以可能存在相容性問題，使用Toast，但是Toast顯示時間有限制，而且預設是不接收觸控事件的，當然可以通過反射去修改。

程式碼找個時間寫，分析完，感覺大腦已經缺氧了，這裡說一樣思路：

有SYSTEM_ALERT_WINDOW許可權，請看上面。
沒有SYSTEM_ALERT_WINDOW許可權。
1. 如果需求比較簡單，其實可以使用系統的Toast
2. android O以下，可以使用TYPE_TOAST，但是要保證上一個window移除後才能新增下一個。
3. 通過反射修改Toast屬性，比如顯示時長，接收觸控事件，這樣有沒有許可權或者不同的版本，都是ok的，當然得注意一下Android9.0。
4. 模仿Toast，自己建立token物件，hook系統類（比如WindowManagerService，LocalServices等系統類，獲取WindowManagerService物件），加入到對應的數組裡面
5. 在addview處加try{}catch{},其實Toast在addview的時候都使用了try{}catch{}的

最後

最近工作一直很忙，抽週末寫文章，分析完已經是晚上，而且感覺大腦已經缺氧，所以程式碼我會最近抽時間寫，剛開始寫文章，如果寫得不好，還請多多建議，如果需要，可以部落格地址下面留言，如果有人已經寫好，可以互相交流，如有寫得不對的地方，歡迎留言。

WindowManager$BadTokenException-解決方案

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原始碼版本

window型別

系統Window

解決方案

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