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);\
}\
}\
}
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。
- 进入的是Handler.sendMessage方法。
public final boolean sendMessage(@NonNull Message msg) {\
return sendMessageDelayed(msg, 0);\
}
- 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);
}
\
- 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 。\
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);
}
\
- 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。
}
\
- 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。\