帶著這篇去通關所有Handler的提問(三)

帶著這篇去通關所有Handler的提問(三)

開心一刻

寫在前面:

大家久等了,前陣花了一周的時間去畢業旅行,所以更新就拖延了一陣,話不多說,我們來回顧一下本系列的前兩篇文章的思路知識點

Android消息機制字典型探究(一)

在第一篇文章中,我們總結了Android系統不允許在子線程更新UI的原因,本質上是線程安全問題,從而引出了Handler。

Android消息機制字典型探究(二)

在第二篇文章中,我們又分析了三種在子線程更新UI的方法,分別是:View.post(param); Activity.runOnUIThread(param); Handler,當我們對這三種方法的源碼進一步分析發現,其實都是對Handler做了一些封裝,所以本文我們就來正式全面探究有關Handler的知識點。

當時我去面試的四家公司,都問到了Handler的相關知識,有深有淺,所以重要程度不言而喻。面試官拿起你的簡歷,讓你談談Handler,你僅僅在表象上回答了Android線程通信的機理,然后面試官緊接著問了你如下的幾個問題:

  • Handler是屬于哪個類的?

  • Handler、Looper、MessageQueue何時建立的相互關系?

  • 主線程的Looper和MessageQueue是何時創建的?

  • 在同一線程中,Looper和MessageQueue是怎樣的數量對應關系,與Handler又是怎樣的數量對應關系?

  • MessageQueue中消息為空,線程阻塞掛起等待,為什么不會造成ANR?

  • 有關Handler的內存泄漏是怎么一回事?

一臉萌比

so...光知道表象很可能是不夠的,而且還給自己挖了一個坑,所以我們對于一個知識點的探尋要全面充分一點。下面正式開始本文。

Windows和Android消息機制的區別

現在的操作系統普遍采用消息驅動模式。Windows操作系統就是典型的消息驅動模型。但是,Android的消息處理機制和Windows的消息處理機制又不太相同。我給大家畫了圖,看看二者的區別。

Windows進程消息模型
Android進程消息模型

通過消息機制圖的對比,Windows消息處理模型中,存在一個系統的消息隊列,這個隊列是整個進程的核心,幾乎所有的動作都要轉換成消息,然后放到這個隊列中,由主線程統一處理。

而Android沒有全局的消息隊列,消息隊列是和某個線程相關聯在一起的。每個線程最多有一個消息隊列,消息的取出和處理,也在這個線程本身中完成。

也就是說,Android中,如果你想在當前線程使用消息模型,則必須構建一個消息隊列,而消息機制的相關主要類是:Looper、Handler、MessageQueue、Message。

我們并不著急去翻看這些類的源碼,理清楚底層實現的邏輯,而且先在宏觀表象上看看,Android消息機制是如何運行的?

Android消息機制的宏觀原理

先來看一張Android消息處理類之間的關系圖

Android消息處理機制

我們從表象上解釋一下原理,Handler負責將Message發送至當前線程的MessageQueue中,Looper時時刻刻監視著MessageQueue,將符合時間要求的Message取出,再帶給發送消息的那個Handler通過HandleMessage處理。

對于消息機制的理解不能僅僅停留在這一步,下面我們從源碼的角度分析一下具體的邏輯細節。

Android消息機制相關類的源碼分析

其實寫這篇文章之前,我就一直在思考,站在什么角度展開這個機制的描述,更容易讓大家理解接受。思來想去,我覺得還是以一個Message游歷的形式去描寫,會顯著有趣和清晰一點。

Message:

人在邊境X(子線程)服役的士兵Message慵懶得躺在一個人數為50(池中最大數量)的軍營(Message池)中。不料這時突然接到了上司的obtain()命令(據說obtain命令更加節省軍費),讓他去首都(主線程)告訴中央領導一些神秘代碼。小Message慌亂地整理了下衣角和帽子,帶上信封,準備出發。

上司讓士兵Message收拾完畢之后等待一個神秘人的電話,并且囑咐他:到了首都之后,0是這次任務的暗號。

Message的創建和攜帶信息

Message是消息的載體,Message設計成為Parcelable類的派生類,這表明Message可以通過binder來跨進程發送。
通常我們都會用obtain()方法去創建Message,如果消息池中有Message有,則取出,沒有,再重新創建。這樣可以防止對象的重復創建,節省資源。

obtain方法源碼

"鈴鈴鈴..."小Message接到了一個陌生男子的電話。
“我叫handler,來自activity大本營,是你這次任務的接受者,一會我帶你去首都的消息中心去報道。”

Handler

來自Activity大本營Handler部門是整個消息機制系統的核心部門,當然部門下有很多個 Handler,這次協助小Message任務的叫mHandler。Handler部門下的員工都有一個特點,就是只關心自己的message。

Handler屬于Activity,創建任何一個Handler都屬于重寫了Activity中的Handler。

Activity中定義了Handler

在Handler的構造中,默認完成了對當前線程Looper的綁定,至于Looper是誰,一會再談。

Handler的構造方法

通過Looper.myLooper()獲取了當前線程保存的Looper實例,又通過mLooper.mQueue獲取了Looper中的MessageQueue實例。在此時,mhandler實例與looper和messageQueue實例,關聯上了。

mHandler神情驕傲得對小Message說:我已經跟首都的消息中心打好了招呼,準備接收你了,現在有兩種車,一種車名叫“send”,一種叫“post”,你想坐哪輛去首都都可以,不過要根據你上司的命令,選擇車種類下對應的型號哦~

  • send

    這里寫圖片描述

  • post

    這里寫圖片描述

從代碼的實現上來看,post方法也是在使用send類的方法在發送消息,只是他們的參數要求是Runnable對象。

通過對Handler源碼的分析,發現除了sendMessageAtFrontOfQueue方法之外,其余任何send的相關方法,都經過層層包裝走到了sendMessageAtTime方法中,我們來看看源碼:

sendMessageAtTime源碼

這時小Message和mHandler一同上了車牌號為“sendMessage”的車,行駛在一條叫“enqueueMessage”的高速公路上,mHandler向一無所知的小Message介紹說,每個像他一樣的Message都是通過enqueueMessage路進入MessageQueue的。我們是要去首都的MessageQueue中心,其實你的消息到時候也是我處理的,不過現在還不是時候哦,因為我很忙。

enqueueMessage源碼

enqueueMessage是MessageQueue的方法,用來將Message根據時間排序,放入到MessageQueue中。其中msg.target = this,是保證每個發送Message的Handler也能處理這個Message。

Looper

路上的時間不短不長,mHandler依然為小Message熱心介紹著MessageQueue和Looper
“在每個駐扎地(線程)中,只有一個MessageQueue和一個Looper,他們兩個是相殺相愛,同生共死的好基友,Looper是個跑不死的郵差,一直負責取出MessageQueue中的Message”
"不過通常只有首都(主線程)的Looper和MessageQueue是創建好的,其他地方需要我們人為地創建哦~"

prepare方法

Looper類提供了prepare方法來創建Looper。可以看到,當重復創建Looper時,會拋出異常,也就是說,每個線程只有一個Looper。

Looper構造

緊接著在Looper的構造方法中,又創建了與它一一對應的MessageQueue,既然Looper在一個線程中是唯一的,所以MessageQueue也是唯一的。

在Android中,ActivityThread的main方法是程序的入口,主線程的Looper和MessageQueue就是在此時創建的。

ActivityThread的main方法

可以看到,在main方法中,既創建了Looper,也調用了Looper.loop()方法。

mHandler和小Message通過enqueueMessage路來到了MessageQueue中,進入之前,門衛仔仔細細地給小Message貼上了以下標簽:
“mHandler負責帶入”
“處理時間為0ms”
并且告訴小Message,一定要按照時間順序排隊。
進入隊伍中,Looper大哥正在不辭辛勞的將一個又一個跟小Message一樣的士兵帶走。

loop方法

分析一下loop方法,有一個for的死循環,不斷地調用queue.next方法,在消息隊列中取Message。并且在Message中取出target,這個target其實就是發送消息的handler,調用它的dispatchMessage方法。

首都的MessageQueue中心雖然人很多,但是大家都井井有條的排著隊伍,Looper老哥看了一眼手里的名單,叫到了小Message的名字,看了一眼小Message身上的標簽,對他說:“喔,又是mHandler帶來的人啊,那把你交給他處理了”

忐忑不安的小Message看到了一個熟悉的身影,mHandler就在面前,顯然mHandler有些健忘,可能是接觸了太多跟小Message一樣的人,為了讓mHandler想起自己,小Message說出了上司交給他的暗號0.

dispatchMessage方法

可以看見dispatchMessage方法中的邏輯比較簡單,具體就是如果mCallback不為空,則調用mCallback的handleMessage()方法,否則直接調用Handler的handleMessage()方法,并將消息對象作為參數傳遞過去。

在handlerMessage()方法中,小Message出色的完成了自己的任務。

寫在后面:

下一篇中,我們會探討一下為什么loop方法中for死循環不會造成ANR,有一些有關Handler的使用技巧,以及可能造成的內存泄漏,敬請期待。

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