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Handler之postSyncBarrier消息屏障

Handler之postSyncBarrier消息屏障

作者: Cliper | 来源:发表于2020-08-19 00:12 被阅读0次
    Handler:postSyncBarrier 它到底是干什么的?

    简单理解为 异步消息插队并优先执行。
    场景:排队买票
    先来了一个普通用户来排队,买完票走了。
    后面又来了一个VIP用户A来买票 就一直站在卖窗口这里 也不走(ps:添加屏障 ),紧接者又来了一个普通用户C,再后面又来了VIP用户B, VIP A 对VIP B 说,哥们不要排队直接来窗口买票,VIP B买完票走了,VIP A 被 某个哥们叫走了(移除屏障),这个时候终于轮到普通用户C买票了。

    只要有消息事件触发,线程再被naticePollOnce唤醒 后,那么就会优先于其它普通消息执行,后面源码介绍。
    简单的来说就是优于事件回调执行,为了做一些优先级更高的操作 比如 视图刷新。当一个Handler消息来时 会优先于执行同步屏障消息事件。
    以便系统底层可以做一些比上层业务更加重要的消息事件 ,所以 这个方法 被注解成hide 也是系统给自己开了一道后门。不然的话把方法公开给应用去使用,那么很可能把系统卡成翔而导致掉帧。

    先上图 这样方便于理解:


    屏障.PNG
      @hide
      public int postSyncBarrier() {
          return postSyncBarrier(SystemClock.uptimeMillis());
      }
    
    再来看看在 系统中被使用的场景

    申请VSYNC信号

       void scheduleTraversals() {
           if (!mTraversalScheduled) {
               mTraversalScheduled = true;
               //添加同步屏障,下面分析源码
               mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
               mChoreographer.postCallback(
                       Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
               。。。。
           }
       }
    

    以上说明申请VSYNC信号非常重要,如果申请VSYNC不及时会造成屏幕不流畅卡顿现象,所以说Android是不允许在主线程做耗时操作的一个重要原因,因为当前一个消息正在onHandlerMesage中(main)做耗时操作,那么VSYNC申请会处于一个等待状态 造成屏幕无法在16.6ms内刷新(一般来说屏幕刷新频率 主流为60Hz ,也就是16.6ms刷新一次)。

    进行View的绘制流程

        void doTraversal() {
            if (mTraversalScheduled) {
                mTraversalScheduled = false;
              //移除消息屏障  
             mHandler.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(mTraversalBarrier);
                if (mProfile) {
                    Debug.startMethodTracing("ViewAncestor");
                }
                performTraversals();
                if (mProfile) {
                    Debug.stopMethodTracing();
                    mProfile = false;
                }
            }
        }
    

    以上就是Androi源码使用场景,接下来我们来看看它的源码实现。

    MeeageQueue

    消息同步屏障在MeeageQueue 中实现,下面我们来看看源码是如何做的。

    1.添加消息屏障
     private int postSyncBarrier(long when) {
            synchronized (this) {
               //序列号,用来标记当前屏障的数量与flag
                final int token = mNextBarrierToken++;
                final Message msg = Message.obtain();
                msg.markInUse();
                msg.when = when;
                msg.arg1 = token;
                .......省略....
                //给这个msg按时间顺序添加到消息队列
                return token;
            }
        }
    

    添加一个消息屏障,做了以下几件事
    1.添加一个序列号
    2.添加一个消息(它是一个没有target的消息)
    3.把消息加入队列
    注意的是 添加消息屏障并没有调用 nativeWake(mPtr) 来唤醒线程。
    而通过enqueueMessage 消息是有去调用nativeWake(mPtr) 来唤醒线程的。(ps:当主线程阻塞状态 才会触发nativeWake)

    2.移除消息屏障
    public void removeSyncBarrier(int token) {
                // Remove a sync barrier token from the queue.  
                //....省略.......移除队列中barrier的token消息
                //唤醒线程
                if (needWake && !mQuitting) {
                    nativeWake(mPtr);
                }
            }
        }
    

    移除一个消息屏障,做了以下几件事:
    1.移除次序列号的token消息
    2.如果主线程是阻塞状态,则唤醒线程

    3.取出消息屏障 Looper:

    下面是简化的代码

        public static void loop() {
            final Looper me = myLooper();  
            final MessageQueue queue = me.mQueue;
            for (;;) {
               //取出消息,没有消息则阻塞
                Message msg = queue.next();
                msg.target.dispatchMessage(msg);
           }
    }
    

    loop() 无非就是干了下面事情
    从Looper中死循环并通过调用queue.next()取出message,然后通过 msg.target.dispatchMessage(msg) 来分发消息到Handler中,如果没有消息则阻塞。

    3.1 取出消息屏障 MessageQueue

    伪代码

    Message next() {
            final long ptr = mPtr;
            if (ptr == 0) {
                return null;
            }
            for (;;) {
                //根据nextPollTimeoutMillis的值 来做相应的阻塞
                //0 立即唤醒线程,    > 0 延迟多久唤醒线程,   -1无限阻塞线程
                nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
                synchronized (this) {
                   // 此消息是否是屏障消息
                    if (msg != null && msg.target == null) {
                        do {
                            prevMsg = msg;
                            msg = msg.next;
                        //消息不为null 且 是同步消息
                        } while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
                    }
                   if(mes == null){
                      //继续阻塞,等待被唤醒
                      nextPollTimeoutMillis = -1;
                  }
                   //省略
        }
    

    Message next() 主要对屏障消息做了以下几件事情
    如果第一条消息就是屏障,那么就往后遍历 看看有没有异步消息
    有 :再看离这个消息触发 还有多久,设置一个超时继续休眠
    没有:就继续休眠,等待被别人唤醒

    结论:

    • 1.一般屏障是和异步 是一起配合使用的,直到调用removeSyncBarrier 那么后面的普通消息才有机会执行;

    • 2.被 Message : p.target 的被标记为屏障消息。被setAsynchronous(true) 为异步消息 ;

    • 3.当我们利用handler 发送消息的时候:

        private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
            msg.target = this; //target 是不会为null的
            if (mAsynchronous) {// 默认为false ,消息默认是被标记为同步(普通)消息
                msg.setAsynchronous(true);
            }
            return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
        }
    
    • 4.Handler:postSyncBarrier 和 removeSyncBarrier 方法都是被@hide ,是无法直接调用的,需通过反射来使用;
    • 5.postSyncBarrier 不会唤醒线程, removeSyncBarrier 会唤醒线程(当队列里面有消息时);

    整个设计流程:
    也就是,只要有一个屏障消息为第一个异步消息 ,那么相当于再这个时间添加了屏障(这里不会主动唤醒线程) ,那么后面只要后面入队的消息为异步消息 都优先执行,没有则一直阻塞,如果这个时候一个普通消息sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0)入队 会触发唤醒线程。
    如果队列里面有异步消息 则取出此异步消息返回 然后继续阻塞线程 , 直到移除屏障消息(这里才会触发唤醒线程)。
    没有异步消息则继续阻塞 ,直到调用removeSyncBarrier移除屏障那么才会取出这个普通消息 返回。

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