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带着这篇去通关所有Handler的提问(三)

96
MeloDev
2016.06.06 20:40* 字数 2684

带着这篇去通关所有Handler的提问(三)

开心一刻

写在前面:

大家久等了,前阵花了一周的时间去毕业旅行,所以更新就拖延了一阵,话不多说,我们来回顾一下本系列的前两篇文章的思路知识点

Android消息机制字典型探究(一)

在第一篇文章中,我们总结了Android系统不允许在子线程更新UI的原因,本质上是线程安全问题,从而引出了Handler。

Android消息机制字典型探究(二)

在第二篇文章中,我们又分析了三种在子线程更新UI的方法,分别是:View.post(param); Activity.runOnUIThread(param); Handler,当我们对这三种方法的源码进一步分析发现,其实都是对Handler做了一些封装,所以本文我们就来正式全面探究有关Handler的知识点。

当时我去面试的四家公司,都问到了Handler的相关知识,有深有浅,所以重要程度不言而喻。面试官拿起你的简历,让你谈谈Handler,你仅仅在表象上回答了Android线程通信的机理,然后面试官紧接着问了你如下的几个问题:

  • Handler是属于哪个类的?

  • Handler、Looper、MessageQueue何时建立的相互关系?

  • 主线程的Looper和MessageQueue是何时创建的?

  • 在同一线程中,Looper和MessageQueue是怎样的数量对应关系,与Handler又是怎样的数量对应关系?

  • MessageQueue中消息为空,线程阻塞挂起等待,为什么不会造成ANR?

  • 有关Handler的内存泄漏是怎么一回事?

一脸萌比

so...光知道表象很可能是不够的,而且还给自己挖了一个坑,所以我们对于一个知识点的探寻要全面充分一点。下面正式开始本文。

Windows和Android消息机制的区别

现在的操作系统普遍采用消息驱动模式。Windows操作系统就是典型的消息驱动模型。但是,Android的消息处理机制和Windows的消息处理机制又不太相同。我给大家画了图,看看二者的区别。

Windows进程消息模型
Android进程消息模型

通过消息机制图的对比,Windows消息处理模型中,存在一个系统的消息队列,这个队列是整个进程的核心,几乎所有的动作都要转换成消息,然后放到这个队列中,由主线程统一处理。

而Android没有全局的消息队列,消息队列是和某个线程相关联在一起的。每个线程最多有一个消息队列,消息的取出和处理,也在这个线程本身中完成。

也就是说,Android中,如果你想在当前线程使用消息模型,则必须构建一个消息队列,而消息机制的相关主要类是:Looper、Handler、MessageQueue、Message。

我们并不着急去翻看这些类的源码,理清楚底层实现的逻辑,而且先在宏观表象上看看,Android消息机制是如何运行的?

Android消息机制的宏观原理

先来看一张Android消息处理类之间的关系图

Android消息处理机制

我们从表象上解释一下原理,Handler负责将Message发送至当前线程的MessageQueue中,Looper时时刻刻监视着MessageQueue,将符合时间要求的Message取出,再带给发送消息的那个Handler通过HandleMessage处理。

对于消息机制的理解不能仅仅停留在这一步,下面我们从源码的角度分析一下具体的逻辑细节。

Android消息机制相关类的源码分析

其实写这篇文章之前,我就一直在思考,站在什么角度展开这个机制的描述,更容易让大家理解接受。思来想去,我觉得还是以一个Message游历的形式去描写,会显着有趣和清晰一点。

Message:

人在边境X(子线程)服役的士兵Message慵懒得躺在一个人数为50(池中最大数量)的军营(Message池)中。不料这时突然接到了上司的obtain()命令(据说obtain命令更加节省军费),让他去首都(主线程)告诉中央领导一些神秘代码。小Message慌乱地整理了下衣角和帽子,带上信封,准备出发。

上司让士兵Message收拾完毕之后等待一个神秘人的电话,并且嘱咐他:到了首都之后,0是这次任务的暗号。

Message的创建和携带信息

Message是消息的载体,Message设计成为Parcelable类的派生类,这表明Message可以通过binder来跨进程发送。
通常我们都会用obtain()方法去创建Message,如果消息池中有Message有,则取出,没有,再重新创建。这样可以防止对象的重复创建,节省资源。

obtain方法源码

"铃铃铃..."小Message接到了一个陌生男子的电话。
“我叫handler,来自activity大本营,是你这次任务的接受者,一会我带你去首都的消息中心去报道。”

Handler

来自Activity大本营Handler部门是整个消息机制系统的核心部门,当然部门下有很多个 Handler,这次协助小Message任务的叫mHandler。Handler部门下的员工都有一个特点,就是只关心自己的message。

Handler属于Activity,创建任何一个Handler都属于重写了Activity中的Handler。

Activity中定义了Handler

在Handler的构造中,默认完成了对当前线程Looper的绑定,至于Looper是谁,一会再谈。

Handler的构造方法

通过Looper.myLooper()获取了当前线程保存的Looper实例,又通过mLooper.mQueue获取了Looper中的MessageQueue实例。在此时,mhandler实例与looper和messageQueue实例,关联上了。

mHandler神情骄傲得对小Message说:我已经跟首都的消息中心打好了招呼,准备接收你了,现在有两种车,一种车名叫“send”,一种叫“post”,你想坐哪辆去首都都可以,不过要根据你上司的命令,选择车种类下对应的型号哦~

  • send

    这里写图片描述

  • post

    这里写图片描述

从代码的实现上来看,post方法也是在使用send类的方法在发送消息,只是他们的参数要求是Runnable对象。

通过对Handler源码的分析,发现除了sendMessageAtFrontOfQueue方法之外,其余任何send的相关方法,都经过层层包装走到了sendMessageAtTime方法中,我们来看看源码:

sendMessageAtTime源码

这时小Message和mHandler一同上了车牌号为“sendMessage”的车,行驶在一条叫“enqueueMessage”的高速公路上,mHandler向一无所知的小Message介绍说,每个像他一样的Message都是通过enqueueMessage路进入MessageQueue的。我们是要去首都的MessageQueue中心,其实你的消息到时候也是我处理的,不过现在还不是时候哦,因为我很忙。

enqueueMessage源码

enqueueMessage是MessageQueue的方法,用来将Message根据时间排序,放入到MessageQueue中。其中msg.target = this,是保证每个发送Message的Handler也能处理这个Message。

Looper

路上的时间不短不长,mHandler依然为小Message热心介绍着MessageQueue和Looper
“在每个驻扎地(线程)中,只有一个MessageQueue和一个Looper,他们两个是相杀相爱,同生共死的好基友,Looper是个跑不死的邮差,一直负责取出MessageQueue中的Message”
"不过通常只有首都(主线程)的Looper和MessageQueue是创建好的,其他地方需要我们人为地创建哦~"

prepare方法

Looper类提供了prepare方法来创建Looper。可以看到,当重复创建Looper时,会抛出异常,也就是说,每个线程只有一个Looper。

Looper构造

紧接着在Looper的构造方法中,又创建了与它一一对应的MessageQueue,既然Looper在一个线程中是唯一的,所以MessageQueue也是唯一的。

在Android中,ActivityThread的main方法是程序的入口,主线程的Looper和MessageQueue就是在此时创建的。

ActivityThread的main方法

可以看到,在main方法中,既创建了Looper,也调用了Looper.loop()方法。

mHandler和小Message通过enqueueMessage路来到了MessageQueue中,进入之前,门卫仔仔细细地给小Message贴上了以下标签:
“mHandler负责带入”
“处理时间为0ms”
并且告诉小Message,一定要按照时间顺序排队。
进入队伍中,Looper大哥正在不辞辛劳的将一个又一个跟小Message一样的士兵带走。

loop方法

分析一下loop方法,有一个for的死循环,不断地调用queue.next方法,在消息队列中取Message。并且在Message中取出target,这个target其实就是发送消息的handler,调用它的dispatchMessage方法。

首都的MessageQueue中心虽然人很多,但是大家都井井有条的排着队伍,Looper老哥看了一眼手里的名单,叫到了小Message的名字,看了一眼小Message身上的标签,对他说:“喔,又是mHandler带来的人啊,那把你交给他处理了”

忐忑不安的小Message看到了一个熟悉的身影,mHandler就在面前,显然mHandler有些健忘,可能是接触了太多跟小Message一样的人,为了让mHandler想起自己,小Message说出了上司交给他的暗号0.

dispatchMessage方法

可以看见dispatchMessage方法中的逻辑比较简单,具体就是如果mCallback不为空,则调用mCallback的handleMessage()方法,否则直接调用Handler的handleMessage()方法,并将消息对象作为参数传递过去。

在handlerMessage()方法中,小Message出色的完成了自己的任务。

写在后面:

下一篇中,我们会探讨一下为什么loop方法中for死循环不会造成ANR,有一些有关Handler的使用技巧,以及可能造成的内存泄漏,敬请期待。

Android黑板报
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