前言
Handler属于八股文中非常经典的一个考题了，导致这个知识点很多时候，考官都懒得问了；这玩意很久之前就看过，但是过了一段时间，就很容易忘记，但是处理内存泄漏，aidlHandler之类的考点答案肯定很难忘。。。虽然考官很多时候不屑问，但是要是问到了，你忘了且不知道怎么回答，那就很尴尬了
鄙人也来炒个剩饭，力求通俗易懂的来描述下Handler机制的整个流程，相关知识点，画了一些流程图，时序图来展示其运行机制，让本文图文并茂！
文章中关键方法源码，可以直接点击方法名，跳转查看对应方法的源码
如果看了没收获，喷我！
总流程
开头需要建立个handler作用的总体印象，下面画了一个总体的流程图
从上面的流程图可以看出，总体上是分几个大块的
- Looper.prepare()、Handler()、Looper.loop() 总流程
- 收发消息
- 分发消息
相关知识点大概涉及到这些，下面详细讲解下！
- 需要详细的查看该思维导图，请右键下载后查看
使用
先来看下使用，不然源码，原理图搞了一大堆，一时想不起怎么用的，就尴尬了
使用很简单，此处仅做个展示，大家可以熟悉下
演示代码尽量简单是为了演示，关于内部类持有弱引用或者销毁回调中清空消息队列之类，就不在此处展示了
- 来看下消息处理的分发方法：dispatchMessage(msg)
Handler.java
...
public void dispatchMessage(@NonNull Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
...从上面源码可知，handler的使用总的来说，分俩大类，细分三小类
收发消息一体
- handleCallback(msg)
收发消息分开
- mCallback.handleMessage(msg)
- handleMessage(msg)
收发一体
- handleCallback(msg)
- 使用post形式，收发都是一体，都在post()方法中完成，此处不需要创建Message实例等，post方法已经完成这些操作
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private TextView msgTv;
private Handler mHandler = new Handler();
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
msgTv = findViewById(R.id.tv_msg);
//消息收发一体
new Thread(new Runnable() {
@Override public void run() {
String info = "第一种方式";
mHandler.post(new Runnable() {
@Override public void run() {
msgTv.setText(info);
}
});
}
}).start();
}
}收发分开
mCallback.handleMessage(msg)
- 实现Callback接口
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private TextView msgTv;
private Handler mHandler = new Handler(new Handler.Callback() {
//接收消息,刷新UI
@Override public boolean handleMessage(@NonNull Message msg) {
if (msg.what == 1) {
msgTv.setText(msg.obj.toString());
}
//false 重写Handler类的handleMessage会被调用, true 不会被调用
return false;
}
});
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
msgTv = findViewById(R.id.tv_msg);
//发送消息
new Thread(new Runnable() {
@Override public void run() {
Message message = Message.obtain();
message.what = 1;
message.obj = "第二种方式 --- 1";
mHandler.sendMessage(message);
}
}).start();
}
}handleMessage(msg)
- 重写Handler类的handlerMessage(msg)方法
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private TextView msgTv;
private Handler mHandler = new Handler() {
//接收消息,刷新UI
@Override public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
super.handleMessage(msg);
if (msg.what == 1) {
msgTv.setText(msg.obj.toString());
}
}
};
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
msgTv = findViewById(R.id.tv_msg);
//发送消息
new Thread(new Runnable() {
@Override public void run() {
Message message = Message.obtain();
message.what = 1;
message.obj = "第二种方式 --- 2";
mHandler.sendMessage(message);
}
}).start();
}
}prepare和loop
大家肯定有印象，在子线程和子线程的通信中，就必须在子线程中初始化Handler，必须这样写
- prepare在前，loop在后，固化印象了
new Thread(new Runnable() {
@Override public void run() {
Looper.prepare();
Handler handler = new Handler();
Looper.loop();
}
});- 为啥主线程不需要这样写，聪明你肯定想到了，在入口出肯定做了这样的事
ActivityThread.java
...
public static void main(String[] args) {
...
//主线程Looper
Looper.prepareMainLooper();
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}
//主线程的loop开始循环
Looper.loop();
...
}
...为什么要使用prepare和loop？我画了个图，先让大家有个整体印象
- 上图的流程，鄙人感觉整体画的还是比较清楚的
总结下就是
- Looper.prepare()：生成Looper对象，set在ThreadLocal里
- handler构造函数：通过Looper.myLooper()获取到ThreadLocal的Looper对象
- Looper.loop()：内部有个死循环，开始事件分发了；这也是最复杂，干活最多的方法
具体看下每个步骤的源码，这里也会标定好链接，方便大家随时过去查看
-
- 可以看见，一个线程内，只能使用一次prepare()，不然会报异常的
Looper.java
...
public static void prepare() {
prepare(true);
}
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}
...-
- 这里通过Looper.myLooper() ---> sThreadLocal.get()拿到了Looper实例
Handler.java
...
@Deprecated
public Handler() {
this(null, false);
}
public Handler(@Nullable Callback callback, boolean async) {
if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
final Class klass = getClass();
if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
(klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
klass.getCanonicalName());
}
}
mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread " + Thread.currentThread()
+ " that has not called Looper.prepare()");
}
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}
...Looper.java
...
public static @Nullable Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}
...Looper.loop()：该方法分析，在
分发消息里讲- 精简了大量源码，详细的可以点击上面方法名
- Message msg = queue.next()：遍历消息
- msg.target.dispatchMessage(msg)：分发消息
- msg.recycleUnchecked()：消息回收，进入消息池
Looper.java
...
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
...
final MessageQueue queue = me.mQueue;
...
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
...
try {
msg.target.dispatchMessage(msg);
if (observer != null) {
observer.messageDispatched(token, msg);
}
dispatchEnd = needEndTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
} catch (Exception exception) {
if (observer != null) {
observer.dispatchingThrewException(token, msg, exception);
}
throw exception;
} finally {
ThreadLocalWorkSource.restore(origWorkSource);
if (traceTag != 0) {
Trace.traceEnd(traceTag);
}
}
....
msg.recycleUnchecked();
}
}
...收发消息
收发消息的操作口都在Handler里，这是我们最直观的接触的点
下方的思维导图整体做了个概括
发送消息
发送消息涉及到俩个方法：post(...)和sendMessage(...)
- Post(Runnable)：发送和接受消息都在Post中完成
- sendMessage(msg)：需要自己传入Message消息对象
看下源码
- 使用Post会自动会通过getPostMessage方法创建Message对象
在enqueueMessage中将生成的Message加入消息队列，注意
- 此方法给msg的target赋值当前handler之后，才进行将消息添加的消息队列的操作
- msg.setAsynchronous(true)：设置Message属性为异步，默认都为同步；设置为异步的条件，需要手动在Handler构造方法里面设置
Handler.java
...
//post
public final boolean post(@NonNull Runnable r) {
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
//生成Message对象
private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();
m.callback = r;
return m;
}
//sendMessage方法
public final boolean sendMessage(@NonNull Message msg) {
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}
public final boolean sendMessageDelayed(@NonNull Message msg, long delayMillis) {
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
public boolean sendMessageAtTime(@NonNull Message msg, long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue == null) {
RuntimeException e = new RuntimeException(
this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
return false;
}
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}
///将Message加入详细队列
private boolean enqueueMessage(@NonNull MessageQueue queue, @NonNull Message msg,
long uptimeMillis) {
//设置target
msg.target = this;
msg.workSourceUid = ThreadLocalWorkSource.getUid();
if (mAsynchronous) {
//设置为异步方法
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
...- enqueueMessage(...)：精简了一些代码，完整代码，可点击左侧方法名
- Message通过enqueueMessage加入消息队列
这地方有俩种情况，记录下：mMessage为当前消息分发到的消息位置
- mMessage为空，传入的msg则为消息链表头，next置空
- mMessage不为空，从当前分发位置移到链表尾，将传入的msg插到链表尾部，next置空
MessageQueue.java
...
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
...
synchronized (this) {
...
msg.markInUse();
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
// New head, wake up the event queue if blocked.
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
// Inserted within the middle of the queue. Usually we don't have to wake
// up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
// and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
Message prev;
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;
}
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);
}
}
return true;
}
...- 来看下发送的消息插入消息队列的图示
接收消息
接受消息相对而言就简单多
- dispatchMessage(msg)：关键方法呀
Handler.java
...
public void dispatchMessage(@NonNull Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
...handleCallback(msg)
- 触发条件：Message消息中实现了handleCallback回调
- 现在基本上只能使用post()方法了，setCallback(Runnable r) 被表明为@UnsupportedAppUsage，被hide了，没法调用，如果使用反射倒是可以调用，但是没必要。。。
mCallback.handleMessage(msg)
触发条件
- 使用sendMessage方法发送消息
- 实现Handler的Callback回调
- mCallback.handleMessage(msg)返回为false
- 分发的消息，会在Handler中实现的回调中分发
handleMessage(msg)
触发条件
- 使用sendMessage方法发送消息
- 未实现Handler的Callback回调或者mCallback.handleMessage(msg)返回为true
- 需要重写Handler类的handlerMessage方法
分发消息
消息分发是在loop()中完成的，来看看loop()这个重要的方法
Looper.loop()：精简了巨量源码，详细的可以点击左侧方法名
- Message msg = queue.next()：遍历消息
- msg.target.dispatchMessage(msg)：分发消息
- msg.recycleUnchecked()：消息回收，进入消息池
Looper.java
...
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
...
final MessageQueue queue = me.mQueue;
...
for (;;) {
//遍历消息池,获取下一可用消息
Message msg = queue.next(); // might block
...
try {
//分发消息
msg.target.dispatchMessage(msg);
...
} catch (Exception exception) {
...
} finally {
...
}
....
//回收消息,进图消息池
msg.recycleUnchecked();
}
}
...遍历消息
遍历消息的关键方法肯定是下面这个
- Message msg = queue.next()：Message类中的next()方法；当然这必须要配合外层for（无限循环）来使用，才能遍历消息队列
来看看这个Message中的next()方法吧
- next()：精简了一些源码，完整的点击左侧方法名
MessageQueue.java
...
Message next() {
final long ptr = mPtr;
...
int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
int nextPollTimeoutMillis = 0;
for (;;) {
...
//阻塞，除非到了超时时间或者唤醒
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
// Try to retrieve the next message. Return if found.
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
// 这是关于同步屏障（SyncBarrier）的知识，放在同步屏障栏目讲
if (msg != null && msg.target == null) {
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
if (msg != null) {
if (now < msg.when) {
//每个消息处理有耗时时间，之间存在一个时间间隔（when是将要执行的时间点）。
//如果当前时刻还没到执行时刻（when），计算时间差值，传入nativePollOnce定义唤醒阻塞的时间
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
} else {
mBlocked = false;
//该操作是把异步消息单独从消息队列里面提出来,然后返回,返回之后,该异步消息就从消息队列里面剔除了
//mMessage仍处于未分发的同步消息位置
if (prevMsg != null) {
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null;
if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
msg.markInUse();
//返回符合条件的Message
return msg;
}
} else {
// No more messages.
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
//这是处理调用IdleHandler的操作,有几个条件
//1、当前消息队列为空(mMessages == null)
//2、已经到了可以分发下一消息的时刻（now < mMessages.when）
if (pendingIdleHandlerCount < 0
&& (mMessages == null || now < mMessages.when)) {
pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
}
if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {
// No idle handlers to run. Loop and wait some more.
mBlocked = true;
continue;
}
if (mPendingIdleHandlers == null) {
mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];
}
mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);
}
for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {
final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
mPendingIdleHandlers[i] = null; // release the reference to the handler
boolean keep = false;
try {
keep = idler.queueIdle();
} catch (Throwable t) {
Log.wtf(TAG, "IdleHandler threw exception", t);
}
if (!keep) {
synchronized (this) {
mIdleHandlers.remove(idler);
}
}
}
// Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again.
pendingIdleHandlerCount = 0;
// While calling an idle handler, a new message could have been delivered
// so go back and look again for a pending message without waiting.
nextPollTimeoutMillis = 0;
}
}总结下源码里面表达的意思
next()内部是个死循环，你可能会疑惑，只是拿下一节点的消息，为啥要死循环？
- 为了消息执行耗时以及同步屏障等等，这个死循环是必要的
nativePollOnce阻塞方法：到了超时时间(nextPollTimeoutMillis)或者通过唤醒方式(nativeWake)，会解除阻塞状态
- nextPollTimeoutMillis大于等于零，会规定在此段时间内休眠，然后唤醒
- 消息队列为空时，nextPollTimeoutMillis为-1，进入阻塞；重新有消息进入队列，插入头结点的时候会触发nativeWake唤醒方法
如果 msg.target == null为零，会进入同步屏障状态
- 会将msg消息死循环到末尾节点，除非碰到异步方法
- 如果碰到同步屏障消息，理论上会一直死循环上面操作，并不会返回消息，除非，同步屏障消息被移除消息队列
如果当前时刻和返回消息的超时时刻判定
- 当前时刻小于返回消息超时时间：进入阻塞，计算时间差，给nativePollOnce设置超时时间，超时时间一到，解除阻塞，重新循环取消息
- 当前时刻大于返回消息超时时间：获取可用消息返回
when这个变量可能比较疑惑，这玩意是怎么来的，初始值不都是0吗？
- 实际上我们发送消息的时候，可以发送延时消息：sendMessageDelayed(@NonNull Message msg, long delayMillis)
- MessageQueue类中的enqueueMessage方法，会把延时时间（ SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis）赋值给Message对象的when字段
- 消息返回后，会将mMessage赋值为返回消息的下一节点（只针对不涉及同步屏障的同步消息）
这里简单的画了个流程图
分发消息
分发消息主要的代码是： msg.target.dispatchMessage(msg);
也就是说这是Handler类中的dispatchMessage(msg)方法
public void dispatchMessage(@NonNull Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}可以看到，这里的代码，在收发消息栏目的接受消息那块已经说明过了，这里就无须重复了
消息池
msg.recycleUnchecked()是处理完成分发的消息，完成分发的消息并不会被回收掉，而是会进入消息池，等待被复用
recycleUnchecked()：回收消息的代码还是蛮简单的，来分析下
- 首先会将当前已经分发处理的消息，相关属性全部重置，flags也标志可用
- 消息池的头结点会赋值为当前回收消息的下一节点，当前消息成为消息池头结点
- 简言之：回收消息插入消息池，当做头结点
需要注意的是：消息池有最大的容量，如果消息池大于等于默认设置的最大容量，将不再接受回收消息入池
- 默认最大容量为50： MAX_POOL_SIZE = 50
Message.java
...
void recycleUnchecked() {
// Mark the message as in use while it remains in the recycled object pool.
// Clear out all other details.
flags = FLAG_IN_USE;
what = 0;
arg1 = 0;
arg2 = 0;
obj = null;
replyTo = null;
sendingUid = UID_NONE;
workSourceUid = UID_NONE;
when = 0;
target = null;
callback = null;
data = null;
synchronized (sPoolSync) {
if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) {
next = sPool;
sPool = this;
sPoolSize++;
}
}
}来看下消息池回收消息图示
既然有将已使用的消息回收到消息池的操作，那肯定有获取消息池里面消息的方法了
obtain()：代码很少，来看看
- 如果消息池不为空：直接取消息池的头结点，被取走头结点的下一节点成为消息池的头结点
- 如果消息池为空：直接返回新的Message实例
Message.java
...
public static Message obtain() {
synchronized (sPoolSync) {
if (sPool != null) {
Message m = sPool;
sPool = m.next;
m.next = null;
m.flags = 0; // clear in-use flag
sPoolSize--;
return m;
}
}
return new Message();
}来看下从消息池取一个消息的图示
IdleHandler
在MessageQueue类中的next方法里，可以发现有关于对IdleHandler的处理，大家可千万别以为它是什么Handler特殊形式之类，这玩意就是一个interface，里面抽象了一个方法，结构非常的简单
- next()：精简了大量源码，只保留IdleHandler处理的相关逻辑；完整的点击左侧方法名
MessageQueue.java
...
Message next() {
final long ptr = mPtr;
...
int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
int nextPollTimeoutMillis = 0;
for (;;) {
...
//阻塞，除非到了超时时间或者唤醒
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
// Try to retrieve the next message. Return if found.
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
...
//这是处理调用IdleHandler的操作,有几个条件
//1、当前消息队列为空(mMessages == null)
//2、未到到了可以分发下一消息的时刻（now < mMessages.when）
//3、pendingIdleHandlerCount < 0表明：只会在此for循环里执行一次处理IdleHandler操作
if (pendingIdleHandlerCount < 0
&& (mMessages == null || now < mMessages.when)) {
pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
}
if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {
mBlocked = true;
continue;
}
if (mPendingIdleHandlers == null) {
mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];
}
mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);
}
for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {
final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
mPendingIdleHandlers[i] = null; // release the reference to the handler
boolean keep = false;
try {
keep = idler.queueIdle();
} catch (Throwable t) {
Log.wtf(TAG, "IdleHandler threw exception", t);
}
if (!keep) {
synchronized (this) {
mIdleHandlers.remove(idler);
}
}
}
pendingIdleHandlerCount = 0;
nextPollTimeoutMillis = 0;
}
}实际上从上面的代码里面，可以分析出很多信息
IdleHandler相关信息
调用条件
- 当前消息队列为空(mMessages == null) 或 未到分发返回消息的时刻
- 在每次获取可用消息的死循环中，IdleHandler只会被处理一次：处理一次后pendingIdleHandlerCount为0，其循环不可再被执行
实现了IdleHandler中的queueIdle方法
- 返回false，执行后，IdleHandler将会从IdleHandler列表中移除，只能执行一次：默认false
- 返回true，每次分发返回消息的时候，都有机会被执行：处于
保活状态
IdleHandler代码
MessageQueue.java ... /** * Callback interface for discovering when a thread is going to block * waiting for more messages. */ public static interface IdleHandler { /** * Called when the message queue has run out of messages and will now * wait for more. Return true to keep your idle handler active, false * to have it removed. This may be called if there are still messages * pending in the queue, but they are all scheduled to be dispatched * after the current time. */ boolean queueIdle(); } public void addIdleHandler(@NonNull IdleHandler handler) { if (handler == null) { throw new NullPointerException("Can't add a null IdleHandler"); } synchronized (this) { mIdleHandlers.add(handler); } } public void removeIdleHandler(@NonNull IdleHandler handler) { synchronized (this) { mIdleHandlers.remove(handler); } }怎么使用IdleHandler呢？
- 这里简单写下用法，可以看看，留个印象
public class MainActivity extends AppCompatActivity { private TextView msgTv; private Handler mHandler = new Handler(); @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); msgTv = findViewById(R.id.tv_msg); //添加IdleHandler实现类 mHandler.getLooper().getQueue().addIdleHandler(new InfoIdleHandler("我是IdleHandler")); mHandler.getLooper().getQueue().addIdleHandler(new InfoIdleHandler("我是大帅比")); //消息收发一体 new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { String info = "第一种方式"; mHandler.post(new Runnable() { @Override public void run() { msgTv.setText(info); } }); } }).start(); } //实现IdleHandler类 class InfoIdleHandler implements MessageQueue.IdleHandler { private String msg; InfoIdleHandler(String msg) { this.msg = msg; } @Override public boolean queueIdle() { msgTv.setText(msg); return false; } } }
总结
通俗的讲：当所有消息处理完了 或者 你发送了延迟消息，在这俩种空闲时间里，都满足执行IdleHandler的条件
- 这地方需要说明下，如果延迟消息时间设置过短的；IdleHandler可能会在发送消息后执行，毕竟运行到next这步也需要一点时间，延迟时间设置长点，你就可以很明显得发现，IdleHandler在延迟的空隙间执行了！
- 从其源码上，可以看出来，IdlerHandler是在消息处理的空闲时刻，专门用来处理相关事物的
同步屏障
来到最复杂的模块了
在理解同步屏障的概念前，我们需要先搞懂几个前置知识
前置知识
同步和异步消息
什么是同步消息？什么是异步消息？
- 讲真的，异步消息和同步消息界定，完成是通过一个方法去界定的
isAsynchronous()：来分析下
- FLAG_ASYNCHRONOUS = 1 << 1：所以FLAG_ASYNCHRONOUS为2
同步消息：flags为0或者1的时候，isAsynchronous返回false，此时该消息标定为同步消息
- flags为0，1：同步消息
异步消息：理论上只要按照位操作，左往右，第二位为1的数，isAsynchronous返回true；但是，Message里面基本只使用了：0，1，2，可得出结论
- flags为2：异步消息
public boolean isAsynchronous() {
return (flags & FLAG_ASYNCHRONOUS) != 0;
}setAsynchronous(boolean async)：这个方法会影响flags的值
- 因为flags是int类型，没有赋初值，故其初始值为0
- setAsynchronous传入true的话，或等于操作，会将flags数值改成2
msg.setAsynchronous(true);
public void setAsynchronous(boolean async) {
if (async) {
flags |= FLAG_ASYNCHRONOUS;
} else {
flags &= ~FLAG_ASYNCHRONOUS;
}
}- 怎么生成异步消息？so easy
Message msg = Message.obtain();
//设置异步消息标记
msg.setAsynchronous(true);- 一般来说：默认消息不做设置，flags都为0，故默认为同步消息，下面栏目将分析下setAsynchronous在何处使用了
默认消息类型
我们正常情况下，很少会使用setAsynchronous方法的，那么在不使用该方法的时候，消息的默认类型是什么呢？
- 在生成消息，然后发送消息的时候，都会经过下述方法
enqueueMessage：正常发送消息（post、延迟和非延迟之类），都会经过此方法
- 因为发送的所有消息都会经过enqueueMessage方法，然后加入消息队列，可以看见所有的消息都被处理过
msg.target = this
- 这地方给Message类的target赋值了！
- 说明：只要使用post或sendMessage之类发送消息，其消息就绝不可能是同步屏障消息！
关于同步异步，可以看见和mAsynchronous息息相关
- 只要mAsynchronous为true的话，我们的消息都会异步消息
- 只要mAsynchronous为false的话，我们的消息都会同步消息
private boolean enqueueMessage(@NonNull MessageQueue queue, @NonNull Message msg,long uptimeMillis) {
msg.target = this;
msg.workSourceUid = ThreadLocalWorkSource.getUid();
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}mAsynchronous在哪设置的呢？
- 这是在构造方法里面给mAsynchronous赋值了
public Handler(@Nullable Callback callback, boolean async) {
if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
final Class klass = getClass();
if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
(klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
klass.getCanonicalName());
}
}
mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread " + Thread.currentThread()
+ " that has not called Looper.prepare()");
}
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}
public Handler(@NonNull Looper looper, @Nullable Callback callback, boolean async) {
mLooper = looper;
mQueue = looper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}- 看看一些通用的构造方法
public Handler() {
this(null, false);
}
public Handler(@NonNull Looper looper) {
this(looper, null, false);
}
public Handler(@NonNull Looper looper, @Nullable Callback callback) {
this(looper, callback, false);
}总结下
- 这下清楚了！如果不做特殊设置的话：默认消息都是同步消息
- 默认消息都会给其target熟悉赋值：默认消息都不是同步屏障消息
生成同步屏障消息
在next方法中发现，target为null的消息被称为同步屏障消息，那他为啥叫同步屏障消息呢？
-
- sync：同步 barrier：屏障，障碍物 ---> 同步屏障
- 同步屏障实际挺能代表其含义的，它能屏蔽消息队列中后续所有的同步方法分发
MessageQueue.java
...
@UnsupportedAppUsage
@TestApi
public int postSyncBarrier() {
return postSyncBarrier(SystemClock.uptimeMillis());
}
private int postSyncBarrier(long when) {
// Enqueue a new sync barrier token.
// We don't need to wake the queue because the purpose of a barrier is to stall it.
synchronized (this) {
final int token = mNextBarrierToken++;
final Message msg = Message.obtain();
msg.markInUse();
msg.when = when;
msg.arg1 = token;
Message prev = null;
Message p = mMessages;
if (when != 0) {
while (p != null && p.when <= when) {
prev = p;
p = p.next;
}
}
if (prev != null) { // invariant: p == prev.next
msg.next = p;
prev.next = msg;
} else {
msg.next = p;
mMessages = msg;
}
return token;
}
}- mMessage这个变量，表明是将要被处理的消息，将要被返回的消息，也可以认为，他是未处理消息队列的头结点消息
关于同步屏障消息
- 从消息池取一个可用消息
头结点（mMessage）是否为空
- 不为空：插到头结点的下一节点位置
- 为空：成为头结点
- 同步屏障消息是直接插到消息队列，他没有设置target属性且不经过enqueueMessage方法，故其target属性为null
- 同步屏障消息插入消息队列流程图
同步屏障流程
- next()：精简了大量源码码，只保留和同步屏障有关的代码；完整的点击左侧方法名
MessageQueue.java
...
Message next() {
final long ptr = mPtr;
...
int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
int nextPollTimeoutMillis = 0;
for (;;) {
...
//阻塞，除非到了超时时间或者唤醒
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
// Try to retrieve the next message. Return if found.
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
// 这是关于同步屏障（SyncBarrier）的逻辑块
if (msg != null && msg.target == null) {
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
if (msg != null) {
if (now < msg.when) {
//每个消息处理有耗时时间，之间存在一个时间间隔（when是将要执行的时间点）。
//如果当前时刻还没到执行时刻（when），计算时间差值，传入nativePollOnce定义唤醒阻塞的时间
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
} else {
mBlocked = false;
//该操作是把异步消息单独从消息队列里面提出来,然后返回,返回之后,该异步消息就从消息队列里面剔除了
//mMessage仍处于未分发的同步消息位置
if (prevMsg != null) {
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null;
if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
msg.markInUse();
//返回符合条件的Message
return msg;
}
} else {
// No more messages.
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
...
}
...
}
}去掉大量我们无需关注的代码，发现这也没啥嘛，就是一堆if eles for之类的，来分析分析
- Message msg = mMessages：这步赋值是非常重要的，表示即使我们对msg一顿操作，mMessage还是保留消息队列头结点消息的位置
msg.target == null：遇到同步屏障消息
- 首先是一个while循环，内部逻辑，不断将msg节点的位置后移
结束while的俩个条件
- msg移到尾结点，也就是移到了消息队列尾结点，将自身赋值为null（尾结点的next）
- 遇上标记为异步的消息，放行该消息进行后续分发
分析下，俩个放行条件产生的不同影响
消息队列不含异步消息
- 当我们在同步屏障逻辑里面，将msg自身移到尾结点，并赋值为null（尾结点的next）
- msg为null，是无法进行后续分发操作，会重新进行循环流程
- mMessage头结点重新将自身位置赋值给msg，继续上述的重复过程
- 可以发现，上述逻辑确实起到了同步屏障的作用，屏蔽了其所有后续同步消息的分发；只有移除消息队列中的该条同步屏障消息，才能继续进行同步消息的分发
消息队列含有异步消息
- 消息队列中如果有异步消息，同步屏障的逻辑会放行异步消息
- 同步屏障里面堆prevMsg赋值了！请记住在整个方法里面，只有同步屏障逻辑里面堆prevMsg赋值了！这个参数为null与否，对消息队列节点影响很大
- prevMsg为空：会直接将msg的next赋值给mMessage；说明分发完消息后，会直接移除头结点，将头结点的下一节点赋值为头结点
- prevMsg不为空：不会对mMessage投节点操作；会将分发消息的上一节点的下一节点位置，换成分发节点的下一节点，有点绕
- 通过上面分析，可知；异步消息分发完后，会将其直接从消息队列中移除，头结点位置不变
文字写了一大堆，我也是尽可能详细描述，同步屏障逻辑代码块会产生的影响，整个图，加深下印象！
同步屏障作用
那么这个同步屏障有什么作用呢？
有个急需的问题，就是什么地方用到了postSyncBarrier(long when)方法，这个方法对外是不暴露的，只有内部包能够调用
搜索了整个源码包，发现只有几个地方使用了它，剔除测试类，MessageQueue类，有作用的就是：ViewRootImpl类和Device类
Device类
pauseEvents()：Device内部涉及的是打开设备的时候，会添加一个同步屏障消息，屏蔽后续所有的同步消息处理
pauseEvents()是Device类中私有内部类DeviceHandler的方法
- 这说明，我们无法调用这个方法；事实上，我们连Device类都无法调用，Device属于被隐藏的类，和他同一目录的还有Event和Hid，这些类系统都不想对外暴露
- 这就很鸡贼了，说明插入同步屏障的消息的方法，系统确实不想对外暴露；当然不包括非常规方法：反射
同步屏障添加：开机时，添加同步屏障
Device.java ... private class DeviceHandler extends Handler { ... @Override public void handleMessage(Message msg) { switch (msg.what) { case MSG_OPEN_DEVICE: ... pauseEvents(); break; ... } } public void pauseEvents() { mBarrierToken = getLooper().myQueue().postSyncBarrier(); } public void resumeEvents() { getLooper().myQueue().removeSyncBarrier(mBarrierToken); mBarrierToken = 0; } }同步屏障移除：完成开机后，移除同步屏障
Device.java ... private class DeviceHandler extends Handler { ... public void pauseEvents() { mBarrierToken = getLooper().myQueue().postSyncBarrier(); } public void resumeEvents() { getLooper().myQueue().removeSyncBarrier(mBarrierToken); mBarrierToken = 0; } } private class DeviceCallback { public void onDeviceOpen() { mHandler.resumeEvents(); } .... }Device中使用同步屏障整体过程比较简单，这里简单描述下
- 打开设备时，在消息队列头结点下一节点位置插入同步屏障消息，屏蔽后续所有同步消息
- 完成开机后，移除同步屏障消息
- 总结：很明显，这是尽量的提升打开设备速度，不被其它次等重要的事件干扰
ViewRootImpl类
该栏目的分析，必须引用一个非常重要的结论，给出该结论的文章： 源码分析_Android UI何时刷新_Choreographer
scheduleTraversals()：非常重要的方法
ViewRootImpl.java ... void scheduleTraversals() { if (!mTraversalScheduled) { mTraversalScheduled = true; mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier(); mChoreographer.postCallback( Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null); notifyRendererOfFramePending(); pokeDrawLockIfNeeded(); } }结论：源码分析_Android UI何时刷新_Choreographer
- 关于上面的方法的分析，整体流程比较麻烦，涉及到整个刷新过程的分析
这边前辈的文章分析完UI刷新流程，给出了一个非常重要的结论
我们调用View的requestLayout或者invalidate时，最终都会触发ViewRootImp执行scheduleTraversals()方法。这个方法中ViewRootImp会通过Choreographer来注册个接收Vsync的监听，当接收到系统体层发送来的Vsync后我们就执行doTraversal()来重新绘制界面。 通过上面的分析我们调用invalidate等刷新操作时，系统并不会立即刷新界面，而是等到Vsync消息后才会刷新页面。
我们这边已经有了前辈给出的结论，我们知道了界面刷新（requestLayout或者invalidate）的过程一定会触发scheduleTraversals()方法，这说明会添加同步屏障消息，那肯定有移除同步屏障消息的步骤，这个步骤很有可能存在doTraversal()方法中，来看下这个方法
doTraversal()：removeSyncBarrier！我giao！果然在这地方！
- 这地方做了俩件事：移除同步屏障（removeSyncBarrier）、绘制界面（performTraversals）
void doTraversal() {
if (mTraversalScheduled) {
mTraversalScheduled = false;
mHandler.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(mTraversalBarrier);
if (mProfile) {
Debug.startMethodTracing("ViewAncestor");
}
performTraversals();
if (mProfile) {
Debug.stopMethodTracing();
mProfile = false;
}
}
}doTraversal()是怎么被调用呢？
调用：mTraversalRunnable在scheduleTraversals()中使用了
final TraversalRunnable mTraversalRunnable = new TraversalRunnable(); void scheduleTraversals() { if (!mTraversalScheduled) { ... mChoreographer.postCallback( Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null); ... } } final class TraversalRunnable implements Runnable { @Override public void run() { doTraversal(); } }
- postCallback是Choreographer类中方法，该类涉及巨多的消息传递，而且都是使用了异步消息
setAsynchronous(true)，这些都是和界面刷新相关，所以都是优先处理，完整的流程可以看上面贴的文章 - postCallback的核心就是让DisplayEventReceiver注册了个Vsync的通知，后期收到送来的Vsync后，我们就执行doTraversal()来重新绘制界面
总结
- 通过上面的对ViewRootImpl说明，需要来总结下同步屏障对界面绘制过程的影响
- 详细版总结（不讲人话版）
调用View的requestLayout或者invalidate时，最终都会执行scheduleTraversals()，此时会在主线程消息队列中插入一个同步屏障消息（停止所有同步消息分发），会将mTraversalRunnable添加到mCallbackQueues中，并注册接收Vsync的监听，当接受到Vsync通知后，会发送一个异步消息，触发遍历执行mCallbackQueues的方法，这会执行我们添加的回调mTraversalRunnable，从而执行doTraversal()，此时会移除主线程消息队列中同步屏障消息，最后执行绘制操作
- 通俗版总结
调用requestLayout或者invalidate时，会在主线程消息队列中插入一个同步屏障消息，同时注册接收Vsync的监听；当接受到Vsync通知，会发送一个异步消息，执行真正的绘制事件：此时会移除消息队列中的同步屏障消息，然后才会执行绘制操作
- 下面给不讲人话版画了个流转图示
总结
消息插入区别
有个很重要的事情，我们再来看下：正常发送消息和同步屏障消息插入消息队列直接的区别，见下图
- 取消息：关于取消息，都是取的mMessage，可以理解为，取消息队列的头结点
- 正常发送消息：插入到消息队列的尾结点
- 消息屏障消息：插入到消息队列头结点的下一节点
Vsync
关于Vsync
- Vsync 信号一般是由硬件产生的，现在手机一般为60hz~120hz，每秒刷新60到120次，一个时间片算一帧
- 每个 Vsync 信号之间的时间就是一帧的时间段
- 来看下执行同步消息时间片：这图真吉儿不好画，吐血
- 由上图可知：某种极端情况，你所发送的消息，在分发的时候，可能存在一帧的延时
总结
相关总结
- 同步屏障能确保消息队列中的异步消息，会被优先执行
- 鉴于正常消息和同步屏障消息插入消息队列的区别：同步屏障能够及时的屏障队列中的同步消息
某些极端场景：发送的消息，在分发的时候，可能会存一帧延时
- 极端场景：Vsync信号到来之后，立马执行了RequestLayout等操作
- 同步屏障能确保在UI刷新中：Vsync信号到来后，能够立马执行真正的绘制页面操作
同步消息和异步消息使用建议
在正常的情况，肯定不建议使用异步消息，此处假设一个场景：因为某种需求，你发送了大量的异步消息，由于消息进入消息队列的特殊性，系统发送的异步消息，也只能乖乖的排在你的异步消息后面，假设你的异步消息占据了大量的时间片，甚至占用了几帧，导致系统UI刷新的异步消息无法被及时执行，此时很有可能发生掉帧
当然，如果你能看明白这个同步屏障栏目所写的东西，相信什么时候设置消息为异步，心中肯定有数
- 正常情况，请继续使用同步消息
- 特殊情况，必须需要自己的消息被第一时间被处理：可以使用异步消息
考点
上面源码基本就分析到这边了，咱们看看能根据这些知识点，能提一些什么问题呢？
1、先来个自己想的问题：Handler中主线程的消息队列是否有数量上限？为什么？
这问题整的有点鸡贼，可能会让你想到，是否有上限这方面？而不是直接想到到上限数量是多少？
解答：Handler主线程的消息队列肯定是有上限的，每个线程只能实例化一个Looper实例（上面讲了，Looper.prepare只能使用一次），不然会抛异常，消息队列是存在Looper()中的，且仅维护一个消息队列
重点：每个线程只能实例化一次Looper()实例、消息队列存在Looper中
拓展：MessageQueue类，其实都是在维护mMessage，只需要维护这个头结点，就能维护整个消息链表
2、Handler中有Loop死循环，为什么没有卡死？为什么没有发生ANR？
先说下ANR：5秒内无法响应屏幕触摸事件或键盘输入事件；广播的onReceive()函数时10秒没有处理完成；前台服务20秒内，后台服务在200秒内没有执行完毕；ContentProvider的publish在10s内没进行完。所以大致上Loop死循环和ANR联系不大，问了个正确的废话，所以触发事件后，耗时操作还是要放在子线程处理，handler将数据通讯到主线程，进行相关处理。
线程实质上是一段可运行的代码片，运行完之后，线程就会自动销毁。当然，我们肯定不希望主线程被over，所以整一个死循环让线程保活。
为什么没被卡死：在事件分发里面分析了，在获取消息的next()方法中，如果没有消息，会触发nativePollOnce方法进入线程休眠状态，释放CPU资源，MessageQueue中有个原生方法nativeWake方法，可以解除nativePollOnce的休眠状态，ok，咱们在这俩个方法的基础上来给出答案
- 当消息队列中消息为空时，触发MessageQueue中的nativePollOnce方法，线程休眠，释放CPU资源
消息插入消息队列，会触发nativeWake唤醒方法，解除主线程的休眠状态
- 当插入消息到消息队列中，为消息队列头结点的时候，会触发唤醒方法
- 当插入消息到消息队列中，在头结点之后，链中位置的时候，不会触发唤醒方法
综上：消息队列为空，会阻塞主线程，释放资源；消息队列为空，插入消息时候，会触发唤醒机制
- 这套逻辑能保证主线程最大程度利用CPU资源，且能及时休眠自身，不会造成资源浪费
- 本质上，主线程的运行，整体上都是以事件（Message）为驱动的
3、为什么不建议在子线程中更新UI？
多线程操作，在UI的绘制方法表示这不安全，不稳定。
假设一种场景：我会需要对一个圆进行改变，A线程将圆增大俩倍，B改变圆颜色。A线程增加了圆三分之一体积的时候，B线程此时，读取了圆此时的数据，进行改变颜色的操作；最后的结果，可能会导致，大小颜色都不对。。。
4、可以让自己发送的消息优先被执行吗？原理是什么？
这个问题，我感觉只能说：在有同步屏障的情况下是可以的。
同步屏障作用：在含有同步屏障的消息队列，会及时的屏蔽消息队列中所有同步消息的分发，放行异步消息的分发。
在含有同步屏障的情况，我可以将自己的消息设置为异步消息，可以起到优先被执行的效果。
5、子线程和子线程使用Handler进行通信，存在什么弊端？
子线程和子线程使用Handler通信，某个接受消息的子线程肯定使用实例化handler，肯定会有Looper操作，Looper.loop()内部含有一个死循环，会导致线程的代码块无法被执行完，该线程始终存在。
如果在完成通信操作，我们一般可以使用： mHandler.getLooper().quit() 来结束分发操作
- 说明下quit()方法本质上是清空消息队列，让该线程进入休眠，确保所有事务都处理完，可以使用thread.interrupt()中断线程
6、Handler中的阻塞唤醒机制？
这个阻塞唤醒机制是基于 Linux 的 I/O 多路复用机制 epoll 实现的，它可以同时监控多个文件描述符，当某个文件描述符就绪时，会通知对应程序进行读/写操作.
MessageQueue 创建时会调用到 nativeInit，创建新的 epoll 描述符，然后进行一些初始化并监听相应的文件描述符，调用了epoll_wait方法后，会进入阻塞状态；nativeWake触发对操作符的 write 方法，监听该操作符被回调，结束阻塞状态
详细请查看：同步屏障？阻塞唤醒？和我一起重读 Handler 源码
7、什么是IdleHandler？什么条件下触发IdleHandler？
IdleHandler的本质就是接口，为了在消息分发空闲的时候，能处理一些事情而设计出来的
具体条件：消息队列为空的时候、发送延时消息的时候
8、消息处理完后，是直接销毁吗？还是被回收？如果被回收，有最大容量吗？
Handler存在消息池的概念，处理完的消息会被重置数据，采用头插法进入消息池，取的话也直接取头结点，这样会节省时间
消息池最大容量为50，达到最大容量后，不再接受消息进入
9、不当的使用Handler，为什么会出现内存泄漏？怎么解决？
先说明下，Looper对象在主线程中，整个生命周期都是存在的，MessageQueue是在Looper对象中，也就是消息队列也是存在在整个主线程中；我们知道Message是需要持有Handler实例的，Handler又是和Activity存在强引用关系
存在某种场景：我们关闭当前Activity的时候，当前Activity发送的Message，在消息队列还未被处理，Looper间接持有当前activity引用，因为俩者直接是强引用，无法断开，会导致当前Activity无法被回收
思路：断开俩者之间的引用、处理完分发的消息，消息被处理后，之间的引用会被重置断开
解决：使用静态内部类弱引Activity、清空消息队列
最后
写这篇文章加上思维导图，也大概整了十三来张图，我真的尽力了！
