Android Framework 面试集合——Handler篇
创始人
2024-06-02 20:02:13

Handler属于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，IdleHandler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，力争让本文图文并茂！

考点：

1.Handler怎么在主线程和子线程进行数据交互的原理？

2.Handler中主线程的消息队列是否有数量上限？为什么？ 3.Handler中有Loop死循环，为什么没有卡死？为什么没有发生ANR？ 4.为什么不建议在子线程中更新UI？ 5.可以让自己发送的消息优先被执行吗？原理是什么？ 6.子线程和子线程使用Handler进行通信，存在什么弊端？ 7.Handler中的阻塞唤醒机制？ 8.什么是IdleHandler？什么条件下触发IdleHandler？ 9.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？ 10.不当的使用Handler，为什么会出现内存泄漏？怎么解决？

1.Handler怎么在主线程和子线程进行数据交互的原理？

主线程和子线程通过handler交互，交互的载体是通过Message这个对象，实际上我们在子线程发送的所有消息，都会加入到主线程的消息队列中，然后主线程分发这些消息，这个就很容易做到俩个线程信息的交互。

看到这里，你可能有疑问了，我从子线程发送的消息，怎么就加到了主线程的消息队列里呢？？？

大家可以看看你自己的代码，你的handler对象是不是在主线程初始的？子线程发送消息，是不是通过这个handler发送的？

这就很简单了，handler只需要把发送的消息，加到自身持有的Looper对象的MessageQueue里面（mLooper变量）就ok了

所以，你在哪个线程里面初始化Handler对象，在不同的线程中，使用这个对象发送消息；都会在你初始化Handler对象的线程里分发消息。

2.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

3.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。

4.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。。。

5.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。

6.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()方法进行几项操作

  • 清空消息队列（未分发的消息，不再分发了）

  • 调用了原生的销毁方法 nativeDestroy（猜测下：可能是一些资源的释放和销毁）

  • 拒绝新消息进入消息队列

  • 它可以起到结束loop()死循环分发消息的操作

拓展：quitSafely()可以确保所有未完成的事情完成后，再结束消息分发。

7.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。

8.什么是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

9.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

10.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

1.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！

2.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，关于静态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)

2.1.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();@Overrideprotected 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();}
}

2.2.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;}});@Overrideprotected 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());}}};@Overrideprotected 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();}
}

3.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LooperLooper.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

  • Looper.prepare() 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));
}
...
  • Handler() 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 blockif (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();}
}
...

4.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。

4.1.前置知识

在说发送和接受消息之前，必须要先解释下，Message中一个很重要的属性：when

when这个变量是Message中的，发送消息的时候，我们一般是不会设置这个属性的，实际上也无法设置，只有内部包才能访问写的操作；将消息加入到消息队列的时候会给发送的消息设置该属性。消息加入消息队列方法：enqueueMessage()

在我们使用sendMessage发送消息的时候，实际上也会调用sendMessageDelayed延时发送消息发放，不过此时传入的延时时间会默认为0，来看下延时方法：sendMessageDelayed

public final boolean sendMessageDelayed(@NonNull Message msg, long delayMillis) {if (delayMillis < 0) {delayMillis = 0;}return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}

这地方调用了sendMessageAtTime方法，此处！做了一个时间相加的操作：SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis

  • SystemClock.uptimeMillis()：这个方***返回一个毫秒数值，返回的是，打开设备到此刻所消耗的毫秒时间，这很明显是个相对时间刻！

  • delayMillis：就是我们发送的延时毫秒数值

后面会将这个时间刻赋值给when：when = SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis

说明when代表的是开机到现在的一个时间刻，通俗的理解，when可以理解为：现实时间的某个现在或未来的时刻（实际上when是个相对时刻，相对点就是开机的时间点）

4.2.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targetmsg.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

  • 请明确：when = SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis，when代表的是一个时间刻度，消息进入到消息队列，是按照时间刻度排列的，时间刻度按照从小到大排列，也就是说消息在消息队列中：按照从现在到未来的循序排队

  • 这地方有几种情况，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、消息队列中没有延时消息的情况：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

  • mMessage不为空、含有延时消息的情况：举个例子

    • A，B，C消息依次发送，三者分边延时：3秒，1秒，2秒 { A(3000)、B(1000)、C(2000) }

    • 这是一种理想情况：三者依次进入，进入之间的时间差小到忽略，这是为了方便演示和说明

    • 这种按照时间远近的循序排列，可以保证未延时或者延时时间较小的消息，能够被及时执行

    • 在消息队列中的排列为：B —> C —> A

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.nextprev.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

4.3.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(Runnabler) 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（必须）

        • 实现Handler的Callback回调

      • 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（必须）

      • 未实现Handler的Callback回调

      • 实现了Handler的Callback回调，返回值为false（mCallback.handleMessage(msg)）

    • 需要重写Handler类的handlerMessage方法

5.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();}
}
...

5.1.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 iterationint 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Messagereturn 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 handlerboolean 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

1.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？

  • 为了执行延时消息以及同步屏障等等，这个死循环是必要的

2.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

3.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

4.当前时刻和返回消息的when判定

  • 消息when代表的时刻：一般都是发送消息的时刻，如果是延时消息，就是 发送时刻+延时时间

  • 当前时刻小于返回消息的when：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的when：获取可用消息返回

5.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）

5.2.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

  • dispatchMessage(msg)
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

5.3.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 flagsPoolSize--;return m;}}return new Message();
}

来看下从消息池取一个消息的图示

6.IdIeHandler

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 iterationint 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 handlerboolean 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();@Overrideprotected 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;}@Overridepublic 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是在消息分发的空闲时刻，专门用来处理相关事物的

7.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

7.1.前置知识

7.1.1.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，右往左，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(boo;eam asumc)：这个影响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

7.1.2.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变量赋值：默认消息都不是同步屏障消息

7.1.3.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？

  • postSyncBarrier(long when)

    • 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.nextmsg.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

  • 这地方有个很有意思的循环操作，这while操作的，会将mMessages头结点赋值给p变量，将p节点移到当前时刻消息的下一节点

  • 头结点（mMessage）是否为空

    • 不为空：因为上面的循环操作，会让p节点的消息，肯定是刚好大于当前时间刻，p节点的上一节点消息为当前时刻过去时刻的消息，此时！咱们的同步屏障消息msg，就插在这俩者之间！

    • 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

总结下：

同步屏障消息插入消息队列的规律，和上面正常发送消息插入基本是一致的；如果消息队列有延时消息，延时消息的时刻大于目前的时刻，同步消息会在这些延时消息之前。

OK，同步屏障消息插入，基本可以理解为：正常的非延时消息插入消息队列！

同步屏障消息插入消息队列流程图

7.2.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 iterationint 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Messagereturn 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

1.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 2.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

3.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！

8.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

8.1.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 {...@Overridepublic 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，会发送一个同步屏障消息，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

8.2.ViewRootImpl类

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();}
}

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,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 {@Overridepublic 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

8.3.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

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

下面画了个流转图示 image

9.总结

9.1.消息插入对比

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

  • 非延时消息在同步屏障消息之前发送，都会排在同步屏障消息之前

  • 延时消息，如果时刻大于发送同步屏障消息的时刻，会排在同步屏障消息之后

9.2.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

9.3.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，需要自己发送的消息被优先处理：可以使用异步消息

Handler、Message、MessageQueue、Looper;

以下为零散的记录，最后有总结； 内存泄露的本质：

长生命周期对象持有短生命周期对象，导致短生命周期对象销毁不掉；

持有链：

线程>>Looper>>MessageQueue>>Message>>Handler>>Activity;

Message对象的变量target为发送消息的Handler; MessageQueue 队列里放Message； Looper对象里实例化MessageQueue； 一个线程绑定一个Looper；

为什么要有handler？ 主要目的是要解决线程切换问题，handler里的Message机制解决了线程间通信;

为什么有队列MessageQueue？ MessageQueue是一个单向链表，next()调用nativePollOnce->lunx的epoll_wait()等待实现阻塞时队列；

  • 在单线程中一次只能执行一句代码

  • 假如发送了一个大消息A

  • 处理这个大的消息A

  • 但是处理的太慢了

  • 从而导致其他后续要发送的消息发不出去

  • 因为单线程阻塞到了第3步处理那个消息A的地方

队列的出现解决了"处理消息"阻塞到"发送消息"的问题；

队列是生产者消费者模式；

而要使用队列需要至少两个线程、和一个死循环；

  • 一个线程负责生产消息；

  • 一个线程消费消息；

  • 死循环需要取出放入队列里的消息；

为什么有Looper？

为了循环取出队列里的消息；

一个线程有几个Looper,为什么不会有多个?

一个线程一个Looper,放在ThreadLocalMap中；

假如Looper对象由Handler创建，每创建一个Handler就有一个Looper,那么调用Looper.loop()时开启死循环；在外边调用Looper的地方就会阻塞；

主线程中Looper的死循环为什么没有导致系统卡死？

  • 我们的UI线程主线程其实是ActivityThread线程，而一个线程只会有一个Looper;

  • ActivityThread.java的main函数是一个APP进程的入口，如果不卡死，main函数执行完则整个应用进程就会退出；

  • android是以事件为驱动的操作系统，当有事件来时，就去做对应的处理，没有时就显示静态界面；

获取当前线程：Thread.currentThread();

ThreadLocalMap:类似于HashMap;

每个Thread对象都有一个对应的ThreadLocalMap；

在Looper.prepare()时，存入Looper，存Looper时ThreadLocalMap的key为ThreadLocal，value为Looper；

内存抖动根本的解决方式是复用；

handler.obtainMessage()；

  • 从Looper的回收池中取Message；

  • Message是一个单向链表，Message不是一个单纯的对象，而是一个链表集合

  • 最大长度固定50个

    Linux函数: epoll_create:App注册进红黑树中，拿到一个事件fd的值； epoll_ctl：注册事件类型，监听fd是否改变（Linux中事件都会被写入文件中，如触摸屏幕事件会写入到：dev/input/event0文件中），fd有改变时唤醒epoll_wait； epoll_wait：有事件时就分发，没事件就阻塞

总结： handler如何做的线程切换的？ 首先Handler的使用步骤：

  • 调用Looper.prepare();

  • 创建Handler对象；

  • 调用Looper.Loop()方法。

  • 线程中发送消息。

在第一步时，创建一个Looper，并放到当前线程的变量threadLocals中；threadLocals是一个map，key为ThreadLocal对象本身，value为Looper;在Looper.loop()时取出； image.png

第二步,用户在当前线程（可能是子线程）创建Handler对象；

第三步，Looper.loop()一直在死循环，Looper.loop()这句代码下面的代码是不会被调用的，调用Looper.loop()函数时，先从当前线程的map变量中取出Looper,再从Looper中拿到队列MessageQueue，for循环中不断从队列中取出消息； image.png

第四步，在其他线程调用handelr发送消息时，Message里有个target,就是发送消息的handler;

在Looper.loop()时，队列中取到消息时，调用msg.target.dispatchMessage(msg)；其实就是handler对象.dispatchMessage(msg);

所以不论在哪个线程调用发送消息，都会调用到handler自己分发消息；而handler所处的线程是创建时的“当前线程”，所以处理时也就回到了“当前线程”；实现了线程切换，和线程通信；

Looper的死循环为什么不会让主线程卡死（或ANR）？ 简单版：

  • 我们的UI线程主线程其实是ActivityThread所在的线程，而一个线程只会有一个Looper;

  • ActivityThread.java的main函数是一个APP进程的入口，如果不一直循环，则在main函数执行完最后一行代码后整个应用进程就会退出；

  • android是以事件为驱动的操作系统，当有事件来时，就去做对应的处理，没有时就显示静态界面；

  • ANR发生条件是： Activity：5 秒。应用在 5 秒内未响应用户的输入事件（如按键或者触摸） BroadCastReceiver ：10 秒。BroadcastReceiver 未在 10 秒内完成相关的处理 Service：20 秒（均为前台）。Service 在20 秒内无法处理完成

  • 如果Handler收到以上三个相应事件在规定时间内完成了，则移除消息，不会ANR；若没完成则会超时处理，弹出ANR对话框；

详细：

  1. App进程的入口为ActivityThread.java的main()函数，注意ActivityThread不是一个线程；

  2. 应用的ui主线程实际是调用ActivityThread.java的main()函数执行时所在的线程,而这个线程对我们不可见，但是这就是主线程；参考：

  3. 在ActivityThread.java的main()函数中，会调用Looper.prepareMainLooper();

  4. Looper.prepareMainLooper()会创建一个Looper并放到当前线程（主线程）的变量threadLocals中进行绑定，threadLocals是一个ThreadLocal.ThreadLocalMap；

  5. 在ActivityThread.java的main()函数结尾，开启Looper.loop()进行死循环，不让main函数结束，从而让App进程不会结束；

  6. Android系统是以事件作为驱动的操作系统，当有事件来时，就去做对应处理，没有事件时，就显示当前界面，不做其他多余操作（浪费资源）；

  7. 在Looper.loop()的死循环中，不仅要取用户发的事件，还要取系统内核发的事件（如屏幕亮度改变等等）；

  8. 在调用Looper.loop()时，从MessageQueue.next()中获取事件，若没有则阻塞，有则分发；

  9. MessageQueue其实不是一个队列，用epoll机制实现了阻塞；

  10. 在Looper.prepareMainLooper()时，调用c++函数epoll_create()会将App注册进epoll机制的红黑树中得到fd的值，epoll_ctl()给每个App注册事件类型并监听fd值是否改变，fd有改变时唤醒epoll_wait；

  11. epoll_wait()有事件时就分发，没事件就阻塞

子线程的Looper和子线程Looper有什么不同？

子线程Looper是可以退出的，主线程不行；

Android 学习笔录

Android 面试题锦：https://qr18.cn/CKV8OZ
Android Framework底层原理篇：https://qr18.cn/AQpN4J
Android 性能优化篇：https://qr18.cn/FVlo89
Android 车载篇：https://qr18.cn/F05ZCM
Android 音视频篇：https://qr18.cn/Ei3VPD
Jetpack全家桶篇（内含Compose）：https://qr18.cn/A0gajp
Kotlin 篇：https://qr18.cn/CdjtAF
Flutter 篇：https://qr18.cn/DIvKma
Android 八大知识体：https://qr18.cn/CyxarU
Android 核心笔记：https://qr21.cn/CaZQLo

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