Android-从源码角度来理解Handler机制

1. 概述

Handler 即为Android异步消息处理机制,

问题

1,当我们把一个msg通过Handler发送,这个msg最终去了哪里,handleMessage又是怎么接受到消息的回调。

2,MessageQueue作为消息队列,是如何做到及时的存取消息,且能保障保证线程的不堵塞的?

3,Looper是如何保证了自己的唯一性,以及为什么要确保自己的唯一性呢?

2、 源码解析

  1.Handler

  对于Handler而言,我们使用Handler来发送消息,会使用两个方法,一个send系列,一个post系列,但无论我们怎么调用,handler内部最终都会跳转到enqueueMessage来完成,如图所示,所以对于Handler的发送消息来说,也就变成了:

enqueueMessage这个函数做了什么,又是谁来调用的?

handler中所有调用发送消息的地方

要弄清上面这两个问题,我们可以看看 enqueueMessage这个函数内部实现。

从第740行和745行可以看出,最终handler将msg交给我了我们MessageQueue处理,因此也就引出了我们的消息队列MessageQueue

2. MessageQueue

MessageQueue是一个消息队列,里面有两个很重要的方法,enqueueMessage()和next(),一个存一个取。通过对handler的分析可以看出,handler负责将消息放入队列,那么谁在帮我们从队列中取出这个消息呢? 在回答这个问题之前,我们先来看看上面的第二个问题:MessageQueue作为消息队列,是如何做到及时的存取消息,且能保障保证线程的不堵塞的?查看源码,我们来看看这两个方法的具体实现

enqueueMessage函数

首先我们来看看enqueueMessage()方法,

第9行,synchronized关键字来保证我们存取消息时候的线程安全,

第22行,判断Messages中是否还有消息,判断when(加入的msg的执行时间)当前传入的时间是否立即执行,判断当前传入的消息执行时间,是否小于Messages中第一个要执行消息的时间,

如果三个条件任意满足一个,就将msg赋值给 mMessages中第一个位置。然后将mBlocked赋值给needWake(后面会讲到什么时候mBlocked为true)

第33行,如果不满足,取队列中下一条消息,继续判断,直到满足跳出循环,然后将msg插入队列,等待执行。

第48行,如果needWake为true,唤醒线程执行消息

整个enqueueMessage就是这么一点逻辑,也就是去和当前消息队列中最快最先执行的消息对比,如果满足条件将传入的消息插在这个队列最前面,不满足以此类推判断与第二个,第三个消息直接的执行顺序。然后形成一个以时间排序的消息队列,时间一到,就会从这个队列中取出消息来执行。

next函数

然后我们来看一下,MessageQueue是如何取消息的。

第二行,pendingIdleHandlerCount = -1,用处下面会介绍到

第三行,nextPollTimeoutMillis = 0,线程block时间。

第五行,nativePollOnce()方法,这个方法传入nextPollTimeoutMillis,表明当前线程block,默认为0

第6行,synchronized关键字与上面存消息一样,保证了线程的安全

第16行,判断当前队列是否还有消息,如果没有nextPollTimeoutMillis赋值 -1,表示线程要一直block,然后我们顺着源码往下看第47行,系统又将nextPollTimeoutMillis赋值为0,显然这和我们的逻辑冲突,也就是说无论怎么样,即使当前消息队列中没有消息,线程也不会block,将永远占用资源嘛?其实并不是这样的,我们来看看第37行,这个判断保证了,nextPollTimeoutMillis赋值为0不会执行,且和我们上面mBlocked的赋值相对应,mBlocked = true,用enqueueMessage方法的第26 48行来唤醒线程。

第17行,队列中有消息,判断当前时间和消息执行时间,如果还没有到执行时间,通过算法将nextPollTimeoutMillis赋值,线程block nextPollTimeoutMillis这么长时间

第28行,都不满足以上条件,返回消息。(问题来了,这个消息返回到了哪里呢。于是我们的Looper闪亮登场)

3. Looper

前面说过了,MessageQuene是个消息队列负责存入消息和取出消息,那么这个消息是在什么时候取出来的呢,我们来看一下looper的loop()方法,在这个方法里面有个无限for循环:

第三行,queue.next就是我们取消息的地方,取出一条消息,如果没有消息则阻塞。

第36行,调用 msg.target.dispatchMessage(msg);把消息交给msg的target的dispatchMessage方法去处理。细心的朋友可能发现这个msg.targe就是我们在enqueueMessage方法第一句话赋的值,其实也就是我们的handler

第741行,把handle对象赋值给msg.targer. 这样在dispatchMessage中就可以完成我们的handler的回调 handleMessage。也就完成了我们的一次消息处理。最后我们来说一说,为什么looper能确保唯一性。 我们直接来看looper.prepare方法,(prepare在什么地方调用,我们可以查看AMS的源码,本文不做过多说明)

looper的prepare方法

第5行,sThreadLocal通过源码可以发现,sThreadLocal是一个静态 final的成员变量,也就是说确保了sThreadLocal的唯一性。那么只需要sThreadLocal确保looper的唯一性即刻,关于ThreadLocal的源码,我们可以大概看一下:

ThreadLocal的set方法

其实ThreadLocal并不是以<key,value>的形式管理数据,其内部管理着一个Entry数组,通过上面的set方法我们可以看到通过把自身当作key,然后通过一个hash运算得到一个具体数值i,将tab[i]作为这个数据的key,tab[i+1]存储value,其实也就是我们的looper,所以我们只要保证ThreadLocal是唯一的那么我们的Looper也就唯一确定了,当我们调用prepare方法的时候,在第二行,sThreadLocal.get()如果不为空,说明我们的ThreadLocal已经存在,便不需要再重新创建。

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