Android中handler机制原理分析详解

作者: 小红军storm | 来源:发表于2018-11-25 16:12 被阅读64次

    1、handler是android线程之间的消息机制,主要的作用是将一个任务切换到指定的线程中去执行,android系统中的一个例子就是主线程中的所有操作都是通过主线程中的handler去处理的。

    2、Handler的运行需要底层的 messagequeue和 looper做支撑。

    3、
    3 .1 、首先说messagequeue,messagequeue 是 一 个 消 息 队 列 , 它是采用单链表的数据结构来存储消息的,因为单链表在插入删除上 的效率非常高。Meaasgequeue主要包含一个是插入消 息的 enqueuemessage方法,和一个取出一条消息的next方法。
    3.2、然后说 looper,looper在安卓的消息机制中是扮演着消息调度的角色,具体来说就是他会不停的从 messagequeue中查看 是否有新消息,如果有就会立刻处理,否则会一直阻塞在messagequeue的next那里。构成 一个 looper是需要一个 messagequeue,而构成一个 handler则需 要一个 looper,looper一般是调用Looper.prepare()方法使用 threadlocal在线程的ThreadLocalMap中存储一个looper的,线程中有了looper之后就可以在这个线程中创建一个 handler了。
    3.3、最后说 handler,hanlder的构成是需要一个 looper,主线程 之中,在activitythread的main方法中(程序入口)通过 looper.preparemainlooper在主线 程中存储一个 looper,而在子线程之中,我们则需要手动的通过 looper的 prepare在子线程中存储一个 looper,然后通过 looper.loop 开启一个消息循环。 handler发送消息的过程,handler.send (message)方法实际上是往构成他的 looper的 messagequeue中 插入了一条消息,在将这条消息插入 messagequeue中之前,他需 要将此消息的 target变量指向当前发它的 handler,looper发现构成它的 messagequeue中有消息时, looper的 loop方法就会从 messagequeue中取出这条消息,然后调 用 msg.target.dispatchmessage,即调用发送这个消息的 handler 的 dispatchmessage方法来处理这个消息,注意,dispatchmessage 方法是在构成 handler的 looper中的loop方法中调用的,所以处理消息的逻辑就切换到了handler所在的线程之中了。

    4、android系统中的一个例子就是主线程中的所有操作都是通过主线程中的handler去处理的。例如activity的生命周期方法调用就是通过主线程中的handler去处理的。
    在app的主线程中有一个类是activitythread,这个类中有一个main方法是app程序的入口,在main方法中使用Looper.prepareMainLooper(),在主线程中设置了一个looper,然后创建了一个applicationthread的线程用于和server进程中applicationthreadproxy进行进程通信,最后调用了Looper.loop()开启消息循环。
    在activity的生命中期中,比如说系统服务ActivityManagerService调用applicationthreadproxy通过Binder给当前app进程中的applicationthread发送了一个暂停activity的操作。app进程中的applicationthread便会通过在主线程中的handler将这个暂停activity的消息插入到主线程的messagequeue中去处理。

    5、主线程的死循环一直运行是不是特别消耗CPU资源呢?
    这里就涉及到Linux pipe/epoll机制,在主线程的MessageQueue没有消息时,主线程便阻塞在loop的queue.next()中的nativePollOnce()方法里,相当于java层的线程waite机制,此时主线程会释放CPU资源进入休眠状态,直到下个消息到达时调用nativewake,通过往pipe管道写端写入数据来唤醒主线程工作。相当于java层的notify机制,去唤醒主线程,然后处理消息,所以主线程大多数时候都是处于休眠状态,并不会消耗大量CPU资源。

    6、 Android中为什么主线程不会因为Looper.loop()里的死循环导致(anr)卡死?
    首先主线程中的死循环不会导致app anr,它会使得主线程阻塞在messagequeue的next中的nativePollOnce()方法里,当有消息来时就会唤醒主线程进行消息处理,即使主线程在休眠的时候也有其他的线程(applicationthread)在处理事件。
    为什么主线程中会采用死循环呢?
    线程是一段可执行的代码,当可执行代码执行完成后,线程生命周期便该终止了。而对于主线程,我们是绝不希望会被运行一段时间就退出,所以采用死循环保证它不会被退出。
    而anr原因是,主线程中messagequeue中一个message的处理时间过长,导致接下来的消息无法处理,比如说一个消息的处理时间超过了5秒,导致用户的输入无法响应,才会出现anr。

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