Handler源码解析

125 阅读2分钟

134bcf1c88b33144f6eea999a69de109.png

典型的生产者-消费者模式。Android跨进程要掌握的是Binder,而同一进程中最重要的应该就是Handler消息通信机制了。Android不允许在子线程中进行UI操作的,但是有些时候我们必须在子线程中执行一些耗时任务,然后根据任务的执行结果来更新相应的UI控件,对于这种情况Android提供了一套异步消息处理机制,完美的解决了在子线程中进行UI操作的问题。

                            /   Handler是什么   /

Handler主要用于异步消息的处理:当发出一个消息之后,首先进入一个消息队列,发送消息的函数即刻返回,而另外一个部分在消息队列中逐一将消息取出,然后对消息进行处理,也就是发送消息和接收消息不是同步的处理。这种机制通常用来处理相对耗时比较长的操作。

                          /   Handler怎么用   /
    private static final String TAG = "HandlerActivity";\
    @Override\
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {\
        super.onCreate(savedInstanceState);\
        testSendMessage();\
    }\
\
    public void testSendMessage() {\
         Handler handler = new MyHandler(this);\
         Message message = Message.obtain();\
         message.obj = "test handler send message";\
         handler.sendMessage(message);\
    }\
\
    //注1: 为什么要用静态内部???\
    static class MyHandler extends Handler {\
        WeakReference<AppCompatActivity> activityWeakReference; // 注2:为何要用弱引用???\
        public MyHandler(AppCompatActivity activity) {\
            activityWeakReference = new WeakReference<>(activity);\
        }\
\
        @Override\
        public void handleMessage(@NonNull Message msg) {\
            super.handleMessage(msg);\
            Log.d(TAG, (String) msg.obj);\
        }\
    }\
}

06f279f7136ddc894d9a4ee0e8ed4d04.jpg

通过上图就可以简单看出Handler、MessageQueue、Message、Looper 这四者是怎么样互相持有对方的,大概可以了解消息的传递。

next,我们先来一张时序图,看下消息是怎么一步步发送出来的。

80aef664f142ddd9bd706169ed1547d3.jpg

  1. 进入的是Handler.sendMessage方法。
public final boolean sendMessage(@NonNull Message msg) {\
    return sendMessageDelayed(msg, 0);\
}
  1. 接下来继续调用Handler.sendMessageDelayed方法。

\

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

\

  1. 接着走Handler.sendMessageAtTime 方法,这里面就要用到MessageQueue 对象了,此处说明一下,这个mQueue  是在哪里获取到的,是在Handler 构造方法里。此处贴图,从图中可以看出mLooper=Looper.myLooper() mQueue=mLooper.mQueue。Handler 中的MessageQueue是Looper中持有的MessageQueue对象 。\

图片
注1:为啥要用静态内部类----> 如果我们使用Handler 类,没有用static 关键字修饰的话,则会输出Log:The following Handler class should be static or leaks might occur。会提示你可能会引起内存泄漏。因此在注1处我用了static修饰。

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);
}

\

  1. 接着时序图上的流程走,此时要进入到MessageQueue.enqueueMessage 方法中,该方法就是将msg对象存入到MessageQueue队列中,注意此处,将该handler对象赋值给了msg.target,这个后面会用到的,很关键。

\

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); //3,即将进入MessageQueue.enqueueMessage 方法。
}

\

  1. 接着来看MessageQueue.enqueueMessage方法,该方法就是按照时间的顺序插入到Message这个链表结构的数据对象中去。

\

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
    if (msg.target == null) { //4. 后面说明,这个也就是四大金刚图里的msg.target 所持有的Handler 对象。
        throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
    }

    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 {
            // 链表的插入操作,不太熟悉的可以看看数据结构。(此处是根据时间来排序的)
            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); //画重点,此处唤醒等待的next 方法。
        }
    }
    return true;
}


此时,一条消息就相当于入队了。MessageQueue从名称来看是队列,实际上,使用的还是Message.next指针来进行操作的,也即是链表的操作。消息的入队完成,后面将会介绍该消息是怎么发送出去的。
6. Loop.loop方法,敲重点。省略了部分代码,只关注核心代码。这里用到了死循环,不停的获取Message对象,获取到之后直接调用Message.target变量所持有的Handler对象,然后调用Handler.dispatchMessage方法,这样就完成了消息的分发。\

public static void loop() {
    final Looper me = myLooper();
    ...
    final MessageQueue queue = me.mQueue;
    ...
    for (;;) {
        Message msg = queue.next(); // might block   //7.通过MessageQueue.next()方法获取Message对象。
        ...
        final long start = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
        final long end;
        try {
            msg.target.dispatchMessage(msg);
            end = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
        } finally {
            if (traceTag != 0) {
                Trace.traceEnd(traceTag);
            }
        }
        ...
        msg.recycleUnchecked();
    }
}


7-8. MessageQueue.next()方法获取Message对象。\

Message next() {
    ...
    int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
    int nextPollTimeoutMillis = 0;
    for (;;) { //死循环
        if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
            Binder.flushPendingCommands();
        }

        nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);   // 5: 避免了阻塞的关键点,释放资源,处于等待。疑点:处于等待,肯定需要一个东西来唤醒它。上面第5步分析enqueueMessage的时候有行代码if (needWake) {
            nativeWake(mPtr); //画重点,此处唤醒等待的next 方法。
        } 。

        synchronized (this) {
            // Try to retrieve the next message.  Return if found.
            final long now = SystemClock.uptimeMillis();
            Message prevMsg = null;
            Message msg = mMessages;
            if (msg != null && msg.target == null) { //******此条件可以先不看,因为通过Handler 发送的消息target 都会持有Handler,该逻辑不会触发。消息同步屏障的时候会优先触发该逻辑。
                // Stalled by a barrier.  Find the next asynchronous message in the queue.
                do {
                    prevMsg = msg;
                    msg = msg.next;
                } while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
            }
            if (msg != null) { //查找当前的msg 对象。
                if (now < msg.when) {
                    // Next message is not ready.  Set a timeout to wake up when it is ready.
                    nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
                } else {
                    // Got a message.
                    mBlocked = false;
                    if (prevMsg != null) {
                        prevMsg.next = msg.next;
                    } else {
                        mMessages = msg.next;
                    }
                    msg.next = null;
                    if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
                    msg.markInUse();
                    return msg;
                }
            } else {
                // No more messages.
                nextPollTimeoutMillis = -1;
            }
         ...
        nextPollTimeoutMillis = 0;
    }
}


9.Handler.dispatchMessage方法,此处有判断,如果在Activity中使用view.post方法调用的时候,就会走到handleCallback回调中。通过sendMessagexxx函数发送消息的就会走到handleMessage回调中去。\

/**
 * Handle system messages here.
 */
public void dispatchMessage(Message msg) {
    if (msg.callback != null) {
        handleCallback(msg);
    } else {
        if (mCallback != null) {
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                return;
            }
        }
        handleMessage(msg);
    }
}


该方法会会将msg对象发送到客户端定义Handler的地方,重写的handleMessage方法。至此,Handler发送消息的流程大致介绍完成。

总结
Handler 发送消息的时候,在Handler.enqueueMessage方法中,将该Handler对象添加到Message中的target属性中,这样就完成了Message持有Handler的操作,为最后Message.target.dispatchMessage做了保证。
然后将该Message对象放入到MessageQueue中的Message.next中去,完成了消息链表的添加;而这个MessageQueue是Looper中所持有的对象,这样就可以通过Looper类通过对MessageQueue.next()---->Message.next()--->Message.target.dispatchMessage(msg)完成了消息的分发。\