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Android BLE 库中的写操作无响应问题分析与解决方案

2025-07-04 00:06:16作者:蔡怀权

问题背景

在 NordicSemiconductor 的 Android-BLE-Library 项目中,开发者报告了一个关于蓝牙低功耗(BLE)通信的关键问题:当设备在执行writeCharacteristic写操作时突然断开连接,该方法会陷入无响应状态,既不会返回成功也不会返回失败。这个问题不仅影响用户体验,还可能导致资源泄漏和线程阻塞。

问题复现

开发者提供了一个典型的问题复现场景:

  1. 先调用disconnect()方法断开设备连接
  2. 紧接着调用writeCharacteristic()方法写入特征值
  3. 断开操作成功完成,但写操作既没有触发成功回调(done),也没有触发失败回调(fail)

当使用协程的suspend()方法时,问题更为严重——协程会永久挂起,即使使用withTimeout也无法取消。

问题根源分析

经过深入分析,发现问题出在以下几个关键点:

  1. 资源清理不完整:当用户请求断开连接时,最终会调用close()方法,该方法会清除任务列表但没有以任何方式通知这些任务。

  2. 状态同步问题:在涉及设备配对(bonding)的场景下,当读取或写入受保护的特征值时,如果用户取消配对对话框,系统状态变化没有被正确处理。

  3. 请求超时处理不当:连接请求的超时机制与配对过程存在冲突,导致在配对过程中超时被错误触发。

解决方案

1. 基础写操作无响应问题修复

针对最基本的写操作无响应问题,项目维护者已经发布了修复方案:

  • 修改了任务清理逻辑,确保在连接关闭时正确通知所有待处理请求
  • 确保写操作在设备断开时能够收到适当的失败通知

2. 配对过程中的请求处理优化

对于配对过程中出现的问题,开发者提出了以下解决方案:

  1. 修改广播接收器逻辑:当设备从BOND_BONDING状态变为BOND_NONE状态时,如果当前有读/写请求,立即通知请求失败。

  2. 连接超时处理改进:建议在配对过程中暂停连接超时计时,直到配对过程完成。

  3. 显式调用配对请求:在读取受保护特征前,先显式调用createBond()createBondInsecure()方法,这样可以更可控地处理配对过程。

开发者临时解决方案

在官方修复发布前,开发者可以使用以下临时解决方案:

suspend fun writeCharacteristic(
    characteristic: BluetoothGattCharacteristic,
    data: ByteArray,
    timeout: Duration
): Unit = withTimeoutOrNull(timeout) {
    suspendCancellableCoroutine { continuation ->
        writeCharacteristic(
            characteristic,
            data,
            WRITE_TYPE_DEFAULT
        )
            .done {
                if (!continuation.isCancelled) {
                    continuation.resume(Unit)
                }
            }
            .fail { _, status ->
                if (!continuation.isCancelled) {
                    continuation.resumeWithException(
                        BLERequestException("Write request failed with status $status")
                    )
                }
            }
            .enqueue()
    }
} ?: throw BLERequestException("Write request timed out")

这个方案通过手动管理协程状态和超时,避免了官方suspend()方法的不可取消问题。

最佳实践建议

基于这些问题和经验,建议开发者在实现BLE通信时:

  1. 合理设置超时:为所有BLE操作设置适当的超时,并处理超时情况。

  2. 状态检查:在执行敏感操作前检查设备连接和配对状态。

  3. 错误处理:实现全面的错误处理机制,特别是对于可能长时间阻塞的操作。

  4. 测试覆盖:特别测试设备在配对过程中断开或取消的场景。

总结

Android BLE开发中的异步操作处理一直是复杂且容易出错的环节。NordicSemiconductor的Android-BLE-Library通过持续的迭代和改进,正在逐步解决这些问题。开发者应当关注库的更新,及时应用修复版本,同时在自己的代码中实现防御性编程,以提供更稳定的BLE通信体验。

最新版本的库已经包含了针对这些问题的修复,建议开发者升级到2.9.0-beta03或更高版本,以获得更可靠的BLE通信能力。

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