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Handler消息纷发机制

Handler消息纷发机制

作者: 朱泉 | 来源:发表于2018-05-25 09:55 被阅读0次

我们先看下面例子
简单的Looper创建以及Handler的初始化如下:

Looper.prepare();
Handler mhandler = new Handler(Looper.myLooper()){
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        int what = msg.what;
        switch (what) {
            case 0:
                //do.
                break;
            //case others
            default:
                break;
        }
    }
};
Looper.loop();
mhandler.sendEmptyMessage(0);

1.初始化Looper:Looper.prepare()
2.初始化Handler
3.开启消息队列Looper.loop()
4.发送一个简单消息:mhandler.sendEmptyMessage(0);

下面我们将追踪每一步并分析其实现原理

1.创建Looper

Looper.prepare:
这个方法每个线程只能执行一次,这是怎么实现的呢?

if (sThreadLocal.get() != null) {
    throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));

以上代码可以看出来,prepare方法里面抛出一个异常,而sThreadLocal.get()又是什么呢,看下他的定义:

static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();

原来是ThreadLoacl, 这是个Java什么类?我个人理解为是线程局部变量,好比为每个线程创建自己的变量,线程之间互不影响,这个类主要是起到线程隔离,就好比为每个线程都准备一个变量,这个变量类型就是<>里面的泛型
那么sThreadLocal就是为每个线程维护自己的Looper,哪个线程调用sThreadLocal.get()方法就是得到是自己的<Looper>,这样以上代码便是以下意思:
调用sThreadLocal.get(),如果这个线程有了Looper,那么提示已经创建过Looper了,不可能重复创建,如果没有Looper,那么我可以使用 sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed))
让sThreadLocal来给当前线程维护一个Looper,这就保证了线程里面Looper的唯一性
那么Looper初始化做了哪些事情了呢?
new Looper():

private Looper(boolean quitAllowed) {
    mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
    mThread = Thread.currentThread();
}

构造函数里面只创建了一个MessageQueue和引用当前线程,这就准备好了Looper,那么MessageQueue是什么呢,如其名,是一个消息队列,我们经常听到消息队列,消息队列又是什么,其实就是一个队列,可以执行入队出队,其实就是将一个Message放入这个队列,需要的时候在队列最前面拿出最前面的一个Message,作为一个IT gay大伙都知道

2.初始化Handler

2.1Handler构造函数:
new Handler([Looper]):

public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async) {
    mLooper = looper;
    mQueue = looper.mQueue;
    mCallback = callback;
    mAsynchronous = async;
}

参数1:Looper引用
参数2:回调接口,handlerMessage或者自己实现Handler内部方法handlerMessage,两者都可以
参数3:可能是关于消息是否需要同步的标志位

3.开启队列消息

Looper.loop()

final Looper me = myLooper();
final MessageQueue queue = me.mQueue;
for (;;) {
    Message msg = queue.next(); // might block
    if (msg == null) {
        // No message indicates that the message queue is quitting.
        return;
    }
   msg.target.dispatchMessage(msg);
   msg.recycleUnchecked();
}

以上是loop的内部几段重要实现
首先拿到消息队列,然后开始执行for死循环,调用queue.next()方法取出里面Message,如果消息是空,那么循环结束,否则执行msg.target.dispatchMessage,而dispatchMessage就是调用的Handler的handleMessage,那么消息的处理Handler便实现了。然后重置msg内部所有元素[注意在此之后引用的msg内部元素都是初始化的了,如果handleMessage中调用runOnUiThread取final类型的msg,那么runOnUiThread拿到的msg元素都是重置过的],下面就是追踪如何向队列MessageQueue里面放入消息和queue.next()到底怎么取出消息的

先看queue.next()如何实现

Message next(){
for (;;) {
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
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) {
    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;
    }
}}}
}

摘取了一些关键代码,next()方法是取消息队列里面的Message的,有2种情况,第一种队列里面没有消息,那么是一个死循环,方法没有任何返回,第二种是队列里面有Message,那么会取出!isAsynchronous()的msg,这就是上面Handler初始化构造函数第三个参数来影响取出的msg,说明此时只会取异步的msg并返回,我们接着看下面的判断,判断当前时间和消息时间差,如果当前时间小于msg.when(消息需要出队的时间),那么不做任何操作,等待下一次循环判断时间是否满足,这里我们可以猜测handler.postDelayed是不是就是给Msg预设一个出队时间,如果当前时间大于msg.when(消息需要出队的时间),那么返回当前msg,并且将mMessages队列链表指向消息的下一个,即下一个消息就是队列头,之前的msg都会被弹出并且消费掉,这便是消息队列的next()取出方法

4.发送消息:

mhandler.sendEmptyMessage(0)分析:

sendEmptyMessageDelayed(what, 0);
public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
    Message msg = Message.obtain();
    msg.what = what;
    return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);
}

public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
    if (delayMillis < 0) {
        delayMillis = 0;
    }
    return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}

public boolean sendMessageAtTime(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);
}

Message.obtain返回一个Message对象
方法追踪到低就是执行的是enqueueMessage方法,这个方法就是向MessageQueue里面放入Message,如下:

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
synchronized (this) {
    if (mQuitting) {
        IllegalStateException e = new IllegalStateException(
                msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
        Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
        msg.recycle();
        return false;
    }

    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 {
        // Inserted within the middle of the queue.  Usually we don't have to wake
        // up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
        // and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
        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);
    }
}
}

上面摘取的代码可以看出,这是一个队列的排序,按照when每个消息的时间进行排序,将每个消息按照时间最近越靠前来重新排序,或者说是将新的Message插入到一个时间由进到远已经排序好的队列中,变量mMessage是队列头,里面next指向下一个Message,这就形成了一个队列链表,队列里面每个元素有一个指针指向下一个元素,这就是Handler的sendMessage安排一个消息到消息队列里面,等待Looper的弹出并处理该消息

总结:

1.初始化Looper准备MessageQueue,[ThreadLocal的运用]
2.初始化Handler,引用MessageQueue与Thread
3.Looper.loop启动循环,不停查找MessageQueue队列里面消息并取出最近消息进行消费,回调handleMessage
4.Handler.sendMessage将生成的Message关联Handler并且按时间排序插入MessageQueue队列中,等待loop循环取出

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