Handler既然是一種消息機(jī)制赚抡,那它肯定會(huì)有個(gè)存放消息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),沒錯(cuò)它就叫Message絮记。
Message的鏈表結(jié)構(gòu)
在分析Handler之前肝集,基于Message是鏈表結(jié)構(gòu)的,先來寫一個(gè)鏈表钧椰。
public class MyMessage{
public String what;
//用一個(gè)全局變量保存下一個(gè)MyMessage的引用粹断。
public MyMessage next
}
簡單的鏈表通過一個(gè)變量next來保存下一個(gè)數(shù)據(jù)的引用,那么只要擁有頭結(jié)點(diǎn)嫡霞,就可以獲取所有的鏈表數(shù)據(jù)了瓶埋。
簡單地概括一下Handler的消息機(jī)制運(yùn)作。
首先是在某個(gè)線程上诊沪,我叫它線程A养筒。
啊這個(gè)線程A他去吃韓國烤肉
- 線程A去吃韓國烤肉,韓國烤肉都有個(gè)爐子端姚,要有這個(gè)爐子并且打開它才能開始吃晕粪,這個(gè)爐子就是Looper,所以線程A一開始要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)Looper渐裸。而且對于一個(gè)人只有一個(gè)烤爐巫湘,你進(jìn)店說要兩個(gè)烤爐可是要被趕出去的。
所以對于一個(gè)線程來說昏鹃,有且僅有一個(gè)Looper尚氛。 - 韓國烤肉好多肉吃的,有雪花牛肉洞渤,豬頸肉阅嘶,牛歡喜,豬大腸等等您宪,這些肉就是Message了奈懒。
- 韓國烤肉有個(gè)好處就是有服務(wù)員小姐姐幫你烤奠涌,線程A手指著這個(gè)雪花牛肉說,我要烤這個(gè)磷杏,線程A的hand就是handler了溜畅,handler.enqueueMessage這個(gè)操作就相當(dāng)于線程A手指這個(gè)雪花牛肉告訴服務(wù)員小姐姐說我要烤這個(gè),實(shí)際上是服務(wù)員小姐姐把肉放烤爐里面烤的极祸,她就是MessageQueue慈格。
- 烤爐Looper不停地烤啊烤,然后小姐姐MessageQueue看到肉快熟了遥金,就拿出來(MessageQueue.next())浴捆。拿出來后線程A的手(hand)就可以去拿肉message來吃了,也就是hander的處理稿械,所以handler還得處理消息选泻,自己點(diǎn)的牛歡喜,喊著淚也要自己吃完美莫。
- 肉在小姐姐沒拿出來之前都不能吃页眯,因?yàn)樯牟荒艹裕▓?zhí)行時(shí)間未到),所以MessageQueue.next()有阻塞操作厢呵。
- 烤爐上的這么多肉就是消息池窝撵,鏈表結(jié)構(gòu)的一些message,他們銜接在一起襟铭,按時(shí)間順序碌奉,早烤早熟。
好了簡單扯完后繼續(xù)深入分析寒砖。
Looper
以在應(yīng)用程序的入口ActivityThread.Main()開始赐劣。
在main函數(shù)執(zhí)行之前,系統(tǒng)已經(jīng)為應(yīng)用程序創(chuàng)建了一個(gè)進(jìn)程入撒。一個(gè)進(jìn)程開始肯定會(huì)有一個(gè)線程隆豹,這個(gè)就是程序的主線程。
public static void main(String[] args) {
...
//為主線程創(chuàng)建Looper
Looper.prepareMainLooper();
}
接著看prepareMainLooper
public static void prepareMainLooper() {
prepare(false);
synchronized (Looper.class) {
if (sMainLooper != null) {
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
}
sMainLooper = myLooper();
}
}
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
//不允許重復(fù)創(chuàng)建
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
//創(chuàng)建Looper并存入sThreadLocal茅逮,一個(gè)線程只有一個(gè)Looper
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}
在看下Looper的構(gòu)造函數(shù)
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
構(gòu)造函數(shù)里面實(shí)例化了一個(gè)MessageQueue對象璃赡。(就是一個(gè)烤爐給你安排了一個(gè)服務(wù)員小姐姐)。并且保存了當(dāng)前線程献雅。對于在ActivityThread來說就是應(yīng)用進(jìn)程的主線程碉考。
MessageQueue
MessageQueue(boolean quitAllowed) {
mQuitAllowed = quitAllowed;
mPtr = nativeInit();//mPtr記錄native消息隊(duì)列的信息,NativeMessageQueue的指針
}
native初始化并返回了NativeMessageQueue的指針給java層保存起來。
繼續(xù)看一下MessageQueue有什么重要的變量和方法挺身。
public final class MessageQueue {
Message mMessages;
Message next() {
...
}
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
...
}
}
mMessages其實(shí)貫穿了next和enqueueMessage侯谁。
這是當(dāng)然的,放消息和取消息肯定是離不開消息對象
服務(wù)員小姐姐烤肉,放和拿的都是肉墙贱。
那么先來看看這肉热芹。
Message
public final class Message implements Parcelable {
public int what;
int flags;
long when;
Bundle data;
Handler target;
Runnable callback;
Message next; //有需要的時(shí)候通過next銜接成一個(gè)鏈表唉地。
public static Message obtain() {
synchronized (sPoolSync) {
//先從緩存池里面拿沟涨,判斷緩存池的頭節(jié)點(diǎn)也同樣是message類型的sPool是否為null
if (sPool != null) {
Message m = sPool; //sPool不為null,用m存起來断凶,return用
sPool = m.next;//把緩存池的頭節(jié)點(diǎn)sPool指向原來頭節(jié)點(diǎn)的下一個(gè) 因?yàn)樵瓉頊?zhǔn)備被使用了魁衙,下一個(gè)obtain操作智能使用原來的next的message
m.next = null;//斷開原來頭節(jié)點(diǎn)對下一個(gè)next的指向报腔,方便釋放內(nèi)存
m.flags = 0; // clear in-use flag
sPoolSize--;
return m;
}
}
return new Message();//頭節(jié)點(diǎn)為null,代表緩存池沒有剖淀,需要new一個(gè)message
}
public void recycle() {
if (isInUse()) {
if (gCheckRecycle) {
throw new IllegalStateException("This message cannot be recycled because it "
+ "is still in use.");
}
return;
}
recycleUnchecked();
}
void recycleUnchecked() {
// Mark the message as in use while it remains in the recycled object pool.
// Clear out all other details.
flags = FLAG_IN_USE;
what = 0;
arg1 = 0;
arg2 = 0;
obj = null;
replyTo = null;
sendingUid = -1;
when = 0;
target = null;
callback = null;
data = null;
synchronized (sPoolSync) {
if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) { //緩存池最大數(shù)量為MAX_POOL_SIZE 50
next = sPool; //這里是把執(zhí)行recyle操作的message的next指向當(dāng)前緩存池的頭結(jié)點(diǎn)
sPool = this; // 然后把執(zhí)行recyle操作的message變成緩存池的頭結(jié)點(diǎn)纯蛾,典型的鏈表操作
sPoolSize++;
}
}
}
Message的obtain和recycleUnchecked兩個(gè)方法實(shí)現(xiàn)了一個(gè)緩存池,是個(gè)以鏈表結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的隊(duì)列纵隔,先進(jìn)先出翻诉。每一次都從緩存池的頭節(jié)點(diǎn)取message容器,用完了就放回緩存池的頭節(jié)點(diǎn)并銜接上之前的緩存池的頭部巨朦。
再回到MessageQueue
MessageQueue 的發(fā)消息
enqueueMessage(Message msg, long when) 方法
if (msg.target == null) {
throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
}
if (msg.isInUse()) {
throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
}
msg.target就是handler米丘,一般而言handler不能為空。
msg.isInUse()是判斷是否在使用中糊啡,inUse() true的話說明已經(jīng)在被使用了,不能重復(fù)處理吁津。
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;
}
判斷MessageQueue是否退出了棚蓄,對于在主線程而言,這個(gè)mQuitting 是false的不能退出碍脏,如果退出了梭依,就把msg.recycle掉然后return不繼續(xù)執(zhí)行。
msg.markInUse();
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
//普通消息
// New head, wake up the event queue if blocked.
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
//異步消息典尾,消息屏障等
- 首先通過makeInuse把傳進(jìn)來的msg 標(biāo)志成inUse避免重復(fù)發(fā)役拴。
- 把msg的時(shí)間設(shè)置成傳進(jìn)來的when時(shí)間戳。
- 新增一局部變量指向mMessages實(shí)例钾埂。
- needWake 是否需要喚醒阻塞的布爾值河闰。
- 判斷p,即mMessages為null的話就是之前沒有任何消息褥紫,傳進(jìn)來的msg就是最新的消息姜性。
- 時(shí)間戳為0,或者傳進(jìn)來的when也就是msg的when是否比mMessages的when時(shí)間戳要小髓考,即可以認(rèn)為msg就是要處理的最新消息部念。
- msg.next = p; 把p接在最新要處理的消息的next處,銜接起來,這里相當(dāng)于把msg放到鏈表頭儡炼,next指向舊的mMessages妓湘。
- mMessages = msg,看得出mMessages其實(shí)就是消息池的鏈表頭乌询,這里把mMessages更新成msg多柑。
- needWake = mBlocked 這里我先告訴你應(yīng)該是true。
- else 部分是處理異步消息或者消息屏障的楣责。先忽略竣灌。
接著就是執(zhí)行nativeWake
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);
}
這里是喚醒在某個(gè)在阻塞等待的地方。因?yàn)橛邢sg了秆麸,然通知?jiǎng)e人來拿初嘹。
好比服務(wù)員小姐姐看到肉烤熟了。
MessageQueue 取消息
Message next() 方法
final long ptr = mPtr;
if (ptr == 0) {
return null;
}
還沒初始化就return null沮趣。
for (;;) {
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);//阻塞操作,用于提取消息隊(duì)列中的消息
永不停止的循環(huán)里屯烦,有nativePollOnce個(gè)阻塞住,前面的nativeWake就是在這里喚醒的房铭,通過ptr來一對一關(guān)聯(lián)驻龟。
synchronized (this) {
// Try to retrieve the next message. Return if found.
final long now = SystemClock.uptimeMillis();//獲得當(dāng)前的時(shí)間戳
Message prevMsg = null; //局部變量preMsg,初始值為null
Message msg = mMessages;// 消息池的鏈表頭也就是最新要處理的消息的對象的引用賦給msg。
此時(shí)msg就是最新要處理的消息缸匪。
//消息屏障
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());
}
上面是消息屏障翁狐,消息也是個(gè)message不過沒有target。正常的消息不會(huì)走這里因?yàn)閠arget都不為null凌蔬。
消息屏障這里是要從鏈表頭部開始遍歷露懒,直到找到msg.isAsynchronous()為true也就是異步消息,這個(gè)異步消息后面就可以通過preMsg.next來獲取砂心。msg = msg.next懈词,也就是說msg就是要處理的最新異步消息。
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不為空就是代表msg 是最新的異步消息
prevMsg.next = msg.next; // prevMsg->msg->msg.next 這里相當(dāng)于把msg remove了辩诞,變成了prevMsg->msg.next()
} else {// 這里是普通的同步消息處理
mMessages = msg.next;//要返回的是msg坎弯,這里把消息池鏈表頭更新為msg.next,就是鏈表頭指向下一條消息译暂。
}
msg.next = null; //斷開msg跟消息池得連接方便釋放內(nèi)存
if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
msg.markInUse(); //標(biāo)志成已使用
return msg;
}
}
首先判斷時(shí)間抠忘,now < msg.when ,就是說你這個(gè)msg還沒到時(shí)間執(zhí)行
if (prevMsg != null) {//prevMsg不為空就是代表msg 是最新的異步消息
(1). prevMsg.next = msg.next; // prevMsg->msg->msg.next 這里相當(dāng)于把msg remove了秧秉,變成了prevMsg->msg.next()if (prevMsg != null) 為false // 這里是普通的同步消息處理
(1). mMessages = msg.next;//要返回的是msg褐桌,這里把消息池鏈表頭更新為msg.next,就是鏈表頭指向下一條消息象迎。msg.next = null;//斷開msg跟消息池的連接荧嵌。
msg.markInUse(); //標(biāo)志成已使用 最后返回呛踊。
以上一個(gè)普通的msg在MessageQueue里面的收發(fā)就完成了。就是說小姐姐把肉放進(jìn)烤爐烤熟了然后放一邊讓你拿了啦撮。
next()下半段的的pendingIdleHandler處理
在取消息的里還有當(dāng)if (msg != null) 為false的邏輯谭网,這里代表這沒有消息處理了。對于在ActivityThread的Looper的MessageQueue而言赃春,就是主線程閑置了愉择,此時(shí)MessageQueue會(huì)處理一些任務(wù)。
就好比织中,肉都放烤爐上了锥涕,小姐姐沒事干了,她去拿點(diǎn)調(diào)味料或者配料給你(免費(fèi)加芝士狭吼,我吃2阕埂)
if (pendingIdleHandlerCount < 0
&& (mMessages == null || now < mMessages.when)) {
pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
}
if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {
// No idle handlers to run. Loop and wait some more.
mBlocked = true;
continue;
}
if (mPendingIdleHandlers == null) {
mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];
}
mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);
這里就是把判斷有沒有Idle任務(wù),這個(gè)我們開發(fā)的時(shí)候是可以自己定義idle任務(wù)和添加的刁笙。如果有沒有就下次了(下次一定)破花,并把mBlocked = true,狀態(tài)設(shè)置為不阻塞疲吸,好讓在enqueueMessage能執(zhí)行喚醒操作座每。
把這些任務(wù)放在mPendingIdleHandlers數(shù)組。
for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {
final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
mPendingIdleHandlers[i] = null; // release the reference to the handler
boolean keep = false;
try {
keep = idler.queueIdle();
} catch (Throwable t) {
Log.wtf(TAG, "IdleHandler threw exception", t);
}
if (!keep) {
synchronized (this) {
mIdleHandlers.remove(idler);
}
}
}.
遍歷數(shù)組并執(zhí)行每一個(gè)Idler的queueIdle方法摘悴。Idler任務(wù)的queueIdle有個(gè)返回值峭梳,如果這個(gè)返回值是false,就mIdleHandlers.remove(idler);就代表只執(zhí)行一次烦租。
我們自定義Idler任務(wù)的話可以在queueIdle做想在線程閑置的時(shí)候做的操作延赌,如果需要不停地在一閑置就執(zhí)行的話,把queueIdle的返回值return true即可叉橱。
好比跟小姐姐說,你一有空就幫我拿點(diǎn)芝士吧...
Handler
終于來到線程A的手了者蠕。
吃韓國烤肉你除手點(diǎn)點(diǎn)要烤什么窃祝;=> Handler.enqueueMessage
還要自己含淚吃完; ==> Handler.handleMessage(Message msg)
一般是這樣的踱侣。
Handler.enqueueMessage
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
handler封裝了好幾個(gè)發(fā)送消息的方法粪小,包括post(Runnable r),sendEmptyMessage(int what)抡句,sendMessage(Message msg)等等最終都是調(diào)用了enqueueMessage方法探膊。
而enqueueMessage也很簡單直接使用了MessageQueue的enqueueMessage,前面已經(jīng)分析過了待榔。
小伙子想法很多逞壁,最后還是手點(diǎn)點(diǎn)讓MessageQueue小姐姐來烤了流济。
msg.target = this;
把發(fā)送消息的handler,放在msg的tartget變量上了腌闯。
這塊肉你哪只手點(diǎn)的绳瘟,想怎么吃?姿骏!
Handler.handleMessage
public void handleMessage(Message msg) {
}
這里是完全由子類實(shí)現(xiàn)糖声,你想怎么吃都可以。(建議雪花牛肉卷起芝士然后占點(diǎn)沙茶醬加醬油分瘦,手動(dòng)拇指)蘸泻。
不過可能有人不明白為什么最后在這里處理消息,其實(shí)這只是一般情況嘲玫,大多數(shù)是在這里處理的悦施。
下面再看看Looper。
再回到Looper
loop()
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
...
try {
msg.target.dispatchMessage(msg);
dispatchEnd = needEndTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
} finally {
if (traceTag != 0) {
Trace.traceEnd(traceTag);
}
}
最后會(huì)執(zhí)行msg.target.dispatchMessage(msg)趁冈,也就是從MessageQueue獲得最新要處理的message的target執(zhí)行dispatchMessage(msg)歼争。
前面handler發(fā)消息的時(shí)候msg.target = this就把handler放在target上了。
所以你點(diǎn)的渗勘,你要自己吃啊沐绒。
就是說handler發(fā)的這個(gè)消息,要自己來處理旺坠。
Handler.dispatchMessage.
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
- msg.callback 不為空的話就執(zhí)行handleCallback(msg);里面是
private static void handleCallback(Message message) {
message.callback.run();
}
執(zhí)行了message.callback.run();
也就是說如果message本身有callback的話就執(zhí)行它的callback方法乔遮,就好比這塊肉是塊全肥的,天然的callback就是讓它一邊去吧取刃。然后小姐姐烤完了蹋肮,就讓它一邊去了。
- if (mCallback != null) 就執(zhí)行mCallback.handleMessage(msg)并且return不執(zhí)行下面了璧疗。
看看mCallback這個(gè)全局變量在哪里初始化
public Handler(Callback callback, boolean async) {
mCallback = callback;
}
這里看得出我們可以用一個(gè)Callback來處理這些msg坯辩。
雪花牛肉給女朋友吃,我吃雪花
- handleMessage(msg); 如果前面兩個(gè)都不是的話就執(zhí)行handleMessage了崩侠。這也是一般情況的用法漆魔。
關(guān)于喚醒
是否能nativeWake的布爾值,needWake = mBlocked;在發(fā)送普通消息的時(shí)候却音,是直接把mBlocked這個(gè)值賦給needWake的改抡。可這就奇怪了系瓢。
閱讀源碼的時(shí)候發(fā)現(xiàn) mBlocked = true;只有在pendingIdleHandlerCount <= 0 也就是說閑置的時(shí)候才會(huì)為true阿纤。那么邏輯上好像說不通。
- 雖說可能在剛MessageQueue創(chuàng)建的時(shí)候就進(jìn)入閑置狀態(tài)的話夷陋,這個(gè)值設(shè)置為true后欠拾,有新消息過來因?yàn)閚eedWake = mBlocked == true,可以執(zhí)行喚醒胰锌。
- 但是發(fā)送完第一條后,在next獲取到msg后就執(zhí)行mBlocked = false;所以即使后面連續(xù)發(fā)好幾條過來清蚀,也是不會(huì)喚醒的匕荸。
- 按我翻閱網(wǎng)上的blog,nativePollOnce如果沒有nativeWake的話是會(huì)一直阻塞的枷邪。
- 有個(gè)叫removeSyncBarrier的方法有nativeWake方法,其實(shí)去掉消息屏障榛搔。消息屏幕一般是在屏幕刷新用的。刷新完了就把消息屏障去掉东揣,然后喚醒践惑,執(zhí)行之前被屏障的消息。
final boolean needWake;
Message prev = null;
Message p = mMessages;
while (p != null && (p.target != null || p.arg1 != token)) {// 跳出循環(huán)的時(shí)候prev 不是消息屏障嘶卧,p是消息屏障
prev = p;
p = p.next;
}
if (p == null) { // 如果發(fā)現(xiàn)沒有消息屏障尔觉,拋出異常
throw new IllegalStateException("The specified message queue synchronization "
+ " barrier token has not been posted or has already been removed.");
}
if (prev != null) {// prev 不為空,說明消息屏障并不在鏈表頭
prev.next = p.next; // 這個(gè)操作相當(dāng)于把消息屏障 p remove掉芥吟,
needWake = false; // 這種情況不需要喚醒
} else {
mMessages = p.next; // prev 為空侦铜,證明鏈表頭開始的就是屏障,p.next就是屏障連接者的最新的消息
needWake = mMessages == null || mMessages.target != null; // mMessages為null可以執(zhí)行idle任務(wù)钟鸵,或者target不為空就說明不是消息屏障也需要喚醒
}
p.recycleUnchecked();
// If the loop is quitting then it is already awake.
// We can assume mPtr != 0 when mQuitting is false.
if (needWake && !mQuitting) {
nativeWake(mPtr);
}
可以看的出來钉稍,removeSyncBarrier是有喚醒操作的,說明在屏幕刷新完后會(huì)喚醒阻塞棺耍。
流程總結(jié)
韓國烤肉挺好吃的贡未。
發(fā)消息:Looper.loop() => handler.enqueueMessage(msg) =>MessageQueue.enqueueMessage(msg)
收消息:MessageQueue.next => Looper.loop() msg =>Message.target. dispatchMessage
=> 1. handleCallback(msg);
=> 2. mCallback.handleMessage(msg)
=> 3. handler.handleMessage(msg)