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Android 消息机制-Handler(java层)

Android 消息机制-Handler(java层)

作者: BlingBest | 来源:发表于2019-02-26 14:31 被阅读14次

    Android有大量的消息驱动方式来进行交互,比如Android 的四大组件Activity,Service,Broadcast,ContentProvider的启动过程的交互,都离不开消息机制,Android 某种意义上也可以说是一个以消息驱动的系统,消息机制涉及Message/MessageQueue/Looper/Handler这四个类。

    模型

    消息机制主要包括:

    1.Message:消息分为硬件产生的消息(按钮,触摸)和软件产生的消息
    2.MessageQueue:消息队列的主要功能向消息池投递消息(MessageQueue.enqueueMessage)和取走消息池的消息(MessageQueue.next)

    3.Hanlder:消息辅助类,主要功能向消息池发送各种消息事件(Handler.sendMessage)和处理相应消息事件(Handler.handleMessage)

    4.Looper:不断循环执行(Loop.loop),按分发机制讲消息分发给目标处理者

    架构

    1.Looper有一个MessageQueue消息队列

    2.MessageQueue有一组待处理的Message

    3.Message中有一个用于处理消息的Handler

    4.Handler中有Looper和MessageQueue

    典型案例

    Looper

    prepare()

    对于无参的情况,默认调用prepare(true),表示的是这个Looper运行退出,而对于false的情况则表示当前Looper不运行退出

    这里的sThreadLocal是ThreadLocal类型,下面,先说说ThreadLocal。

    ThreadLocal:线程本地存储区(Thread Local Storage,简称为TLS),每个线程都有自己的私有的本地存储区域,不同线程之间彼此不能访问对方的TLS区域,TLS常用的操作方法

    ThreadLocal.set(T value):将value存储到当前线程的TLS区域

    ThreadLocal.get():获取当前线程TLS区域的数据

    ThreadLocal的get()和set()方法操作的类型都是泛型,接着回到前面提到的sThreadLocal变量,启定义如下:

    可见sThreadLocal的get()和set()操作的类型都是Looper类型

    Looper.prepare()

    Looper.prepare()在每个线程只允许执行一次,该方法会创建Looper对象,Looper的构造方法中会创建一个MessageQueue对象,再将Looper对象保存到当前线程TLS

    对于Looper类型的构造方法如下:

    另外,与prepare()相近功能的,还有一个prepareMainLooper()方法,该方法主要在ActivityThread类中使用

    Looper()

    loop()进入循环模式,不断重复下面的操作,知道没有消息退出循环

    1. 读取MessageQueue的下一条Message

    2. 把Message分发给相应的target

    3. 再把分发后的Message回收到消息池,以便重复利用

    这是这个消息处理的核心部分,另外,上面代码中可以看到有logging方法,这是用于debug的,默认情况下logging==null,通过设置setMessageLogging()用来开启debug工作

    quit()

    Looper.quit()方法的实现最终调用的是MessageQueue.quit()方法

    MessageQueue.quit()

    消息退出的方式:

    1. 当safe=true时,只移除尚未触发的所有消息,对于正在触发的消息并不移除

    2. 当safe=false时,移除所有的消息

    常用方法

    myLooper

    用于获取TLS存储的Looper对象

    post

    发送消息,并设置消息的callback,用于处理消息

    Handler

    创建Hanlder

    1. 无参构造

    对于Handler的无参构造方法,默认采用当前线程TLS中的looper对象,并且callback回调方法为

    null,且消息为同步处理方式,只要执行了Looper.prepare()方法,那么便可以获取有效的Looper对象

    2. 有参构造

        Handler类在构造方法中,可指定Looper,Callback回调方法以及消息的处理方式(同步或异步),对于无参的handler,默认是当前线程的Looper

    消息分发机制

    在Looper.loop()中,当发现有消息时,调用消息的目标handler,执行dispatchMessage()方法来分发消息。

    分发消息流程

    1. 当Message的回调方法不为空时,则回调方法msg.callback.run().其中callBack数据类型为Runnable,否则进入步骤2。

    2. 当Handler的mCallback成员变量不为空时,则回调方法mCallback.handleMessage(msg),否则进入步骤3

    3. 调用Handler自身的回调方法handleMessage(),该方法默认为空,Hanlder子类通过覆写该方法来完成具体的逻辑

    对于很对情况下,消息分发后的处理方法是第三种情况,即Handler.handleMessage(),一般往往通过覆写该方法从而实现自己的业务逻辑

    消息发送

    所有的发送消息方式,最终都是调用MessageQueue.enqueueMessage()

    1. sendEmptyMessage

    2. sendEmptyMessageDelayed

    3. sendMessageDelayed

    4. sendMessageAtTime

    5. sendMessageAtFrontOfQueue

    该方法通过设置消息的触发时间为0,从而使Message加入到消息队列的列头

    6 post

    7. postAtFrontOfQueue

    8.enqueueMessage

    小节

    Handler.sendEmptyMessage()等系列方法最终调用MessageQueue.enqueueMessage(msg,uptimeMills),将消息添加到消息队列中,其中uptimeMills为系统当前的运行时间,不包括休眠时间

    Handler其他方法

    1. obtainMessage 获取消息

    Handler.obtainMessage()方法,最终调用Message.obtaionMessage(this),其中this为当前的Handler对象

    2. removeMessage

    Handler 是消息机制种非常重要的辅助类,更多的实现都是MessageQueue,Message种的方法,Handler的目的是为了更加方便的使用消息机制

    MessageQueue

    MessageQueue是消息机制的Java层和C++层的连接纽带,大部分核心方法都交给native层来处理,其中MessageQueue类种涉及的native方法如下

    1. 创建MessageQueue

    2. next():提取下一条message

    nativePollOnce是阻塞操作,其中nextPollTimeoutMills代表下一个消息到来前,还需要等待的时长,当nextPollTimeoutMills=-1时,表示消息队列中无消息,会一直等待下去。

    当处于空闲时,往往会执行IdleHandler中的方法,当nativePollOnce()返回后,next()从mMessage中提取一个消息

    nativePoolOnce()在native做了大量的工作。

    3. enqueueMessage:添加一条消息到消息队列

    MessageQueue是按照Message触发时间的先后顺序排列的,对头的消息是将要最早触发的消息,当有消息需要加入消息队列时,会从队列头开始遍历,知道找到消息应该插入的合适位置,以保证所有消息的时间顺序。

    4. removeMessage

    这个移除消息的方法,采用了两个while循环,第一个循环是从对头开始,移除符合条件的消息,第二个循环是从头部移除完连续的满足条件的消息之后,再从队列后面继续查询是否有满足条件的消息需要被移除

    5. postSyncBarrier

    每一个普通的Message必须有一个target,对于特殊的message是没有target,即同步barrier token,这个消息的价值就是用于拦截同步消息,并不会唤醒Looper

    postSyncBarrier只对同步消息产生影响,对于异步消息没有任何差别

    Message

    1. 消息对象

    每个消息用Message表示

    创建消息的过程,就是填充消息的上述内容的一项或多项

    2 消息池

    在代码中,经常看到recycle()方法,这是用于把消息加入到消息池中,这样的好处是,当消息池不为空时,可以直接从消息池中获取Message对象,而不是直接创建,提高效率。

    静态变量sPool的数据类型为Message,通过next成员变量,维护一个消息池;静态变量MAX_POOL_SIZE代表消息池的可用大小;消息池的默认大小是50

    3 obtain()从消息池中获取消息

    obtain(),从消息池取Message,都是把消息池表头的Message取走,再把表头指向next

    4 recycle:把不再使用的消息加入消息池

    recycle(),将Message加入到消息池的过程,都是把Message加到链表的表头

    总结

    图解

    1 Handler通过sendMessage()发送Message到MessageQueue队列

    2 Looper通过loop(),不断提取出达到触发条件的Message,并将Message交给target来处理

    3 经过dispatchMessage()后,交回给Handler的handleMessage()来进行相应的处理

    4 将Message加入MessageQueue时,会往管道写入字符,可能会唤醒loop线程;如果MessageQueue中没有Message,并处于idle状态,则会执行idelHandler接口中的方法

    消息分发的优先级

    1 Message的回调方法:message.callback,run(),优先级最高2

    2 Handler回调方法:Handler.mCallback.handleMessage(msg),优先级仅此与1

    3 Handler的默认方法:Handler.handleMessage(msg) ,优先级最低

    消息缓存

    为了提高效率,提高了一个大小为50的Message缓存队列,减少对象不断创建与销毁的过程

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