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  • Android正在使用Handler实现消息分发机制(两)

    在开始这篇文章之前,。首先,我们在总结前两篇文章Handler, Looper和MessageQueue像一些关键点:

    0)在创建线程Handler之前,你必须调用Looper.prepare(), 创建一个线程局部变量Looper,然后调用Looper.loop() 进入轮循。

    1)当Handler创建之后,就能够调用Handler的sendMessageAtTime方法发送消息。而实际上是调用MessageQueue的enqueueMessage方法。将相应的消息放入消息队列。

    2)每个线程都仅仅有一个Looper,这个Looper负责对MessageQueue进行轮循,当获取到Message。就调用handler.dispatchMessage进行分发。

    从上面这三点,我们就能够大概地看出Handler的使用流程了。

    今天我们就先从消息開始的地方讲起。就是Handler的 enqueueMessage 方法了,代码例如以下:

        private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
            msg.target = this;
            if (mAsynchronous) {
                msg.setAsynchronous(true);
            }
            return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
        }

    此方法主要做了两件事:

    1)将msg.target 设置成当前Handler对象

    2)调用MessageQueue的enqueueMessage方法

    所以。事实上就是在这里。将Message对象放到消息队列中去的。

    说到MessageQueue,我们首先要明确这个消息队列事实上是一个链表的结构,一个串一个的。

    而其队列的初始化并非在 java层做的。而是在JNI层利用C++实现的。

    我们能够看看其定义的几个native方法,例如以下:

        private native static long nativeInit();
        private native static void nativeDestroy(long ptr);
        private native static void nativePollOnce(long ptr, int timeoutMillis);
        private native static void nativeWake(long ptr);
        private native static boolean nativeIsIdling(long ptr);

    而其构造函数例如以下:

        MessageQueue(boolean quitAllowed) {
            mQuitAllowed = quitAllowed;
            mPtr = nativeInit();
        }

    在这里,我们并不进入其在JNI层的代码,水太深了。

    我们还是从Java层来看吧。在MessageEnqueue的 enqueueMesage方法中。基本的代码例如以下:

    synchronized (this) {
                ...
                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;
                }
    
                ...
            }


    上面是入队列的关键代码,而其所做的操作无非就是依据 when 字段。将消息插入队列中的合适位置。

    既然消息已经放到队列中去了。那么下一步就是在Looper的轮循操作中去获取消息,然后将消息进行分发。我们能够在Looper 的loop方法中看到其调用了MessageQueue的next方法。

            for (;;) {
                Message msg = queue.next(); // might block
                if (msg == null) {
                    // No message indicates that the message queue is quitting.
                    return;
                }
    
                // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
                Printer logging = me.mLogging;
                if (logging != null) {
                    logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
                            msg.callback + ": " + msg.what);
                }
    
                msg.target.dispatchMessage(msg);
    

    那么非常显然。就是在MessageQueue的next方法中,获取消息了,让我们也进去其方法看一下吧。

    Message next() {
            int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
            int nextPollTimeoutMillis = 0;
            for (;;) {
                if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
                    Binder.flushPendingCommands();
                }
    
                // We can assume mPtr != 0 because the loop is obviously still running.
                // The looper will not call this method after the loop quits.
                nativePollOnce(mPtr, nextPollTimeoutMillis);
    
                synchronized (this) {
                    // Try to retrieve the next message.  Return if found.
                    final long now = SystemClock.uptimeMillis();
                    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 (false) Log.v("MessageQueue", "Returning message: " + msg);
                            msg.markInUse();
                            return msg;
                        }
                    } else {
                        // No more messages.
                        nextPollTimeoutMillis = -1;
                    }
    
                    // Process the quit message now that all pending messages have been handled.
                    if (mQuitting) {
                        dispose();
                        return null;
                    }
    
                    // If first time idle, then get the number of idlers to run.
                    // Idle handles only run if the queue is empty or if the first message
                    // in the queue (possibly a barrier) is due to be handled in the future.
                    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);
                }
    
                // Run the idle handlers.
                // We only ever reach this code block during the first iteration.
                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("MessageQueue", "IdleHandler threw exception", t);
                    }
    
                    if (!keep) {
                        synchronized (this) {
                            mIdleHandlers.remove(idler);
                        }
                    }
                }
    
                // Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again.
                pendingIdleHandlerCount = 0;
    
                // While calling an idle handler, a new message could have been delivered
                // so go back and look again for a pending message without waiting.
                nextPollTimeoutMillis = 0;
            }
        }


    整个的代码有点长,可是我们去掉一些对我们了解实现关系不大的代码,就能够看到主要有下面几点:

    1)是一个 for(;;)循环

    2)仅仅有当获取 message的时候或者mQuitting为true的时候才会跳出循环。

    3)在获取消息的时候,会依据 Message.when 字段来进行推断

    从以上几点,我们就能够大概了解为什么说在 loop方法中,next方法有可能会堵塞。由于它就是一个无限的轮循操作呀。

    好吧,到这里之后,我们大概知道了下面两件事情:

    1)在Handler的sendMessageAtTime方法调用MessageQueue的 enqueueMessage方法,将消息放入队列。

    2)在Looper的looop方法。调用MessageQueue的next方法。将消息取出队列。

    接下来第三步,非常显然,就是调用handler的dispatchMessage方法了,例如以下:

    msg.target.dispatchMessage(msg);

    在文章的一開始,我们就注意到了msg.target 正好就是 handler对象,于是逻辑又来到了Handler的dispatchMessage方法,例如以下:

        public void dispatchMessage(Message msg) {
            if (msg.callback != null) {
                handleCallback(msg);
            } else {
                if (mCallback != null) {
                    if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                        return;
                    }
                }
                handleMessage(msg);
            }
        }

    从代码的逻辑来看,我们须要了解一下几个变量方法都是要什么了:

    1)msg.callback

    2)  mCallback

    3 ) handleMessage

    首先, msg.callback是什么?

    在Message类中。我们能够看到

    Runnable callback;

    还有其构造函数:

        public static Message obtain(Handler h, Runnable callback) {
            Message m = obtain();
            m.target = h;
            m.callback = callback;
    
            return m;
        }

    事实上就是一个Runnable变量,能够放到一个新的线程中去跑。能够在获取Message的时候自己定义设置。

    所以在dispatchMessage中,首先就是推断是否有对Message设置了Runnable的callback,假设有。就运行这个callback方法,例如以下:

        private static void handleCallback(Message message) {
            message.callback.run();
        }

    那么,第二个mCallback又是什么呢,它事实上上是Handler内置的一个接口,例如以下:

        public interface Callback {
            public boolean handleMessage(Message msg);
        }

    假设有我们的 Handler有实现这个接口,那么当分发消息的时候,此接口就会优先处理消息。

    而普通情况下,仅仅有我们想去继承Handler类。实现自己定义的Handler的时候,我们才会去实现这个接口,而当此接口返回true的时候,Handler默认的handleMessage方法就不会再被调用了。反之,则依旧会调用。

    最后,就是我们最普通的handleMessage方法了。也就是我们在实现一个最普通的handler的时候所实现的方法了。

    相同。没有样例怎么能够呢,请看代码:

        class LooperThread extends Thread {
            public Handler mHandler;
    
            public void run() {
                Looper.prepare();
        
                mHandler = new Handler() {                
                    public void handleMessage(Message msg) {
                        Log.v("Test", "Id of LooperThread : " + Thread.currentThread().getId());
                        switch (msg.what) {
                        case MSG_ID_1:
                            Log.v("Test", "Toast called from Handler.sendMessage()");
                            break;
                        case MSG_ID_2:
                            String str = (String) msg.obj;
                            Log.v("Test", str);
                            break;
                        }
                    }
                };
                Looper.loop();
            }
        }
        
    
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
    
            Log.v("Test", "Id of MainThread : " + Thread.currentThread().getId());
            
            LooperThread looperThread = new LooperThread();
            looperThread.start();       
            
            while(looperThread.mHandler == null){                        
            }
            
            Message message = Message.obtain(looperThread.mHandler, new Runnable() {
                
                @Override
                public void run() {
                    Log.v("Test", "Message.callack()");
                }
            });
            message.what = MSG_ID_1;
            message.sendToTarget();
            
            looperThread.mHandler.post(new Runnable() {
                
                @Override
                public void run() {
                    Log.v("Test", "Handler.callack()");
                }
            });
    
        }

    在这里。我们利用Message.obtain(Handler, Runnable)  方法和Handler.post方法来构造和发送消息,得到的结果例如以下:

    10-28 11:27:49.328: V/Test(22009): Id of MainThread : 1
    10-28 11:27:49.328: V/Test(22009): Message.callack()
    10-28 11:27:49.328: V/Test(22009): Handler.callack()
    

    好了,这篇文章就到此结束,相信大家对整个Message的流转过程,应该有它的一个清醒的认识。


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