1、引言
我们知道，Android的消息机制就是Handler、Looper、Message、MessageQueue之间的运作机制。本文假设大家对 它们都已经有所了解，所以并不打算介绍它们之间千丝万缕的联系，不了解的同学可以参考网上其他博文~
这其中有个小细节，估计很多人没有注意到，那就是消息机制的同步屏障是什么？ 同步屏障与target == null有什么关系？与 target 不为 null 的区别在哪里？这篇文章就是要揭露同步屏障与 target 之间的微妙关系。
2、 target 为何物
首先，看下 Message 类中 target 的定义出处：
//Message.java
Handler target;
从这里可以知道，Message 是持有 Handler 的， 所谓的 target 即为 Handler 对象。
让我们再看看 target 是哪里出现的？
我们知道，通过 Handle 发送消息的时候（如调用Handler#sendMessage()等 ），最终都是会调用 Handler#enqueueMessage()让消息入队，如下：
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
看到没，当我们发送一个消息的时候，msg.target就会被赋值为this， 而 this 即为我们的 Handler 对象。因此，通过这种方式传进来的消息的 target 肯定也就不为 null，并且 mAsynchronous 默认为 false，也就是说我们一般发送的消息都为同步消息。相对地，也应该有异步消息吧？的确，还有一种很容易被忽略的 异步消息，因为除了系统的源码外，我们一般很少会使用异步消息。那么什么是异步消息呢？这里先说一下结论：满足target == null的消息就是异步消息。那么，如何发送一个异步消息呢？
简单来说有两种方式。
- 一种是直接设置消息为异步的：
Message msg = mMyHandler.obtainMessage();
msg.setAsynchronous(true);
mMyHandler.sendMessage(msg);
- 还有一个需要用到 Handler 的一个构造方法，不过该方法已被标记为@Hide了：
/**
* @hide
*/
public Handler(boolean async) {
this(null, async);
}
使用如下：
Handler mMyHandler = new Handler(true);
Message msg = mHandler.obtainMessage();
mMyHandler.sendMessage(msg);
参数 async 传 true 即为异步消息。
但需要注意的是，通过上面两种方式来发送的消息还不是异步消息，因为它们最终还是会进入 enqueueMessage()，仍然会给 target 赋值 ，导致 target 不为null。这与前面所说的同步消息无异。那么什么情况下会满足target == null 这个条件呢？
咱们今天的主角，同步屏障 (Sync Barrier) 就要登场啦。
3、同步屏障是什么
没错，发送异步消息的关键就是要消息开启一个同步屏障。屏障的意思即为阻碍，顾名思义，同步屏障就是阻碍同步消息，只让异步消息通过。如何开启同步屏障呢？如下而已：
MessageQueue#postSyncBarrier()
我们看看这行代码面里蕴藏着什么样的黑科技：
/**
* @hide
*/
public int postSyncBarrier() {
return postSyncBarrier(SystemClock.uptimeMillis());
}
private int postSyncBarrier(long when) {
// Enqueue a new sync barrier token
synchronized (this) {
final int token = mNextBarrierToken++;
//从消息池中获取Message
final Message msg = Message.obtain();
msg.markInUse();
//就是这里！！！初始化Message对象的时候，并没有给target赋值，因此 target==null
msg.when = when;
msg.arg1 = token;
Message prev = null;
Message p = mMessages;
if (when != 0) {
while (p != null && p.when <= when) {
//如果开启同步屏障的时间（假设记为T）T不为0，且当前的同步消息里有时间小于T，则prev也不为null
prev = p;
p = p.next;
}
}
/根据prev是不是为null，将 msg 按照时间顺序插入到 消息队列（链表）的合适位置
if (prev != null) { // invariant: p == prev.next
msg.next = p;
prev.next = msg;
} else {
msg.next = p;
mMessages = msg;
}
return token;
}
}
可以看到，Message 对象初始化的时候并没有给 target 赋值，因此，target == null的 来源就找到了。上面消息的插入也做了相应的注释。这样，一条target == null 的消息就进入了消息队列。
那么，开启同步屏障后，所谓的异步消息又是如何被处理的呢？
如果对消息机制有所了解的话，应该知道消息的最终处理是在消息轮询器Looper#loop()中，而loop()循环中会调用MessageQueue#next()从消息队列中进行取消息，来看看关键代码：
//MessageQueue.java
Message next()
.....//省略一些代码
int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
// 1.如果nextPollTimeoutMillis=-1，一直阻塞不会超时。
// 2.如果nextPollTimeoutMillis=0，不会阻塞，立即返回。
// 3.如果nextPollTimeoutMillis>0，最长阻塞nextPollTimeoutMillis毫秒(超时)
// 如果期间有程序唤醒会立即返回。
int nextPollTimeoutMillis = 0;
//next()也是一个无限循环
for (;;) {
if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
Binder.flushPendingCommands();
}
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
//获取系统开机到现在的时间
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages; //当前链表的头结点
//关键！！！
//如果target==null，那么它就是屏障，需要循环遍历，一直往后找到第一个异步的消息
if (msg != null && msg.target == null) {
// 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) {
//如果有消息需要处理，先判断时间有没有到，如果没到的话设置一下阻塞时间，
//场景如常用的postDelay
if (now < msg.when) {
//计算出离执行时间还有多久赋值给nextPollTimeoutMillis，
//表示nativePollOnce方法要等待nextPollTimeoutMillis时长后返回
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
} else {
// 获取到消息
mBlocked = false;
//链表操作，获取msg并且删除该节点
if (prevMsg != null)
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null；
msg.markInUse();
//返回拿到的消息
return msg;
}
} else {
//没有消息，nextPollTimeoutMillis复位
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
.....//省略
}
从上面可以看出，当消息队列开启同步屏障的时候（即标识为msg.target == null），消息机制在处理消息的时候，优先处理异步消息。这样，同步屏障就起到了一种过滤和优先级的作用。
下面用示意图简单说明：
如上图所示，在消息队列中有同步消息和异步消息（黄色部分）以及一道墙----同步屏障（红色部分）。有了同步屏障的存在，msg_2 和 msg_M 这两个异步消息可以被优先处理，而后面的 msg_3 等同步消息则不会被处理。那么这些同步消息什么时候可以被处理呢？那就需要先移除这个同步屏障，即调用removeSyncBarrier()。
举个生活中的栗子哈。开演唱会的时候，观众们需要在体育馆门口排队依次检票入场（这些排队的观众相当于消息队列中的普通同步消息），但这个时候演唱会的嘉宾来了（相当于异步消息，优先级高于观众），如果他们出示证件（不出示证件，就相当于普通观众入场，也还是需要排队，这种情形就是最前面所说的仅仅设置了msg.setAsynchronous(true)），保安立马拦住进场的观众（保安拦住普通观众就相当于开启了同步屏障，阻止同步消息通过），让嘉宾先进去（只处理异步消息，而阻挡同步消息）。等工作人员全部进去了，如果保安不再阻拦观众（即移除同步屏障），这样观众又可以进场了（又可以处理同步消息）。只要保安不解除拦截，那么后面的观众就永远不可能进场（不移除同步屏障，同步消息就不会得到处理）。
4、同步屏障使用场景
似乎在日常的应用开发中，很少会用到同步屏障。那么，同步屏障在系统源码中有哪些使用场景呢？Android 系统中的 UI 更新相关的消息即为异步消息，需要优先处理。
比如，在 View 更新时，draw、requestLayout、invalidate 等很多地方都调用了ViewRootImpl#scheduleTraversals()，如下：
//ViewRootImpl.java
void scheduleTraversals() {
if (!mTraversalScheduled) {
mTraversalScheduled = true;
//开启同步屏障
mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
//发送异步消息
mChoreographer.postCallback(
Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
if (!mUnbufferedInputDispatch) {
scheduleConsumeBatchedInput();
}
notifyRendererOfFramePending();
pokeDrawLockIfNeeded();
}
}
postCallback()最终走到了ChoreographerpostCallbackDelayedInternal()：
这里就开启了同步屏障，并发送异步消息，由于 UI 更新相关的消息是优先级最高的，这样系统就会优先处理这些异步消息。
最后，当要移除同步屏障的时候需要调用ViewRootImpl#unscheduleTraversals()。
void unscheduleTraversals() {
if (mTraversalScheduled) {
mTraversalScheduled = false;
//移除同步屏障
mHandler.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(mTraversalBarrier);
mChoreographer.removeCallbacks(
Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
}
}
5、总结
同步屏障的设置可以方便地处理那些优先级较高的异步消息。当我们调用Handler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier()并设置消息的setAsynchronous(true)时，target 即为 null ，也就开启了同步屏障。当在消息轮询器 Looper 在loop()中循环处理消息时，如若开启了同步屏障，会优先处理其中的异步消息，而阻碍同步消息。
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