读Android Handler相关源码

因为最近准备面试,被问到源码相关的问题,没能回答上来,再加上之前就有想要读源码的想法,趁着现在比较闲,开始这个读源码系列。

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android framework里handler相关源码是比较少,作为入门很合适。handler源码下载或在线阅读的地址,google一下就能找到,这里就不赘述了。
先找到handler源码,一开始的类注释很详细,先读一遍对于理解源码有帮助,并且引出了message和message queue这两个相关类。接着让我们关注handler的多个重载的构造方法。这些构造方法的最终目的,都是赋值类变量mLooper,mQueue,mCallback,mAsynchronous,其中mLooper和mQueue是为了在handler中提供方法实现发生、取消消息以方便调用而不需要让客户端代码深入到looper和message queue中,callback是包含handleMessage方法的接口,以避免必须继承handler才能使用的限制,而mAsynchronous是为了使handler实现异步发生消息,设置此值的构造器设置为了hide,需要通过静态方法createAsync()创建。
handler发送的消息的参数分为两种,一种是Runnable,一种是message,不过Runnable参数的方法,实现里也是先通过obtain方法获取一个message,再将message的callback设置为这个runnable,所以最终实现也是发送message参数。接着我们来看message的实现。
message类封装了消息的描述(what)和数据(包含两个int类型的arg以提供低开销的存储,如果够用的话,或者可以使用setData)。message的obtain方法实现了message的复用,其原理是,首先在message中定义静态字段sPool,在message的recycleUnchecked方法中,将当前message赋值给sPool,然后obtain方法实现就可以检查sPool是否为null,不是的话就可以将这个对象返回,以减少对象创建的消耗。当然只有sPool的话,就只能复用一个message,所以message对象中还有next字段,实现一个链表结构,在recycleUnchecked方法中,将sPool赋值给next,第一次调用时,sPool为null,如果此时第二次调用,因为sPool已经被赋值了,所以next就指向第一次调用时的sPool,而sPool就指向了当前的message,然后在obtain方法中,在将当前sPool赋值给要返回的message对象之后,将sPool的next赋值给sPool,以将链表的头指向下一个未被使用的message。
了解了message的实现之后,我们终于可以看一下发送和取消message的实现。这涉及到MessageQueue和Looper这两个类。首先是发送,调用handler的sendMessage或者postRunnable之类的方法,最终都会调用到MessageQueue的enqueueMessage方法,这个方法用到了MessageQueue内部维护的mMessages对象,如果这个对象为null,则直接将要发送的消息赋值给这个mMessages,否则就又用到了我们之前提到的Message的next内部字段,插入的逻辑则不是绝对的头插或者尾插,而是根据message的when字段(涉及到延迟处理消息的逻辑),将这个新的消息插入到链表中。而取消message,根据调用的方法不同,具体的实现也会有一些差异,但基本的逻辑都是先得到第一个message,顺着next字段遍历链表,找到满足条件(包含跟给定的字段相等的字段)的message,调用其recycle方法(最终就是之前讲的recycleUnchecked方法)将这个message逻辑状态改为可复用。
接着发送message之后讲,消息是在哪里得到处理的呢,这就涉及到Looper了。Looper是用来在线程中启动一个消息循环,构造方法中会创建一个MessageQueue。先调用Looper的prepare方法,以初始化,然后调用loop方法开启循环,至于将这两步拆分成两个方法,则是为了在loop开启循环之前,有机会创建关联这个looper的handler,然后再启动循环。
然后就是关键的loop方法,方法实现中有一部分是为了打印,记录日志,关键的逻辑代码就是在一个for循环中,调用MessageQueue的next方法,而这个方法,就将我们刚才赋值的mMessages对象返回用于处理,当然实际的方法实现没这么简单,会涉及到message因为设置了延时,而时间没有到,则设置到设置的延时时间再处理,而且在得到要返回的message对象之后,需要将这个对象的next字段指向的对象赋值给mMessage用于下一次处理。在得到了待处理的message对象之后,调用message对象的target字段(此字段是Handler类型)上的dispatchMessage方法,进行处理。这个方法先判断message自己的callback字段是否为null,不是的话,调用callback的run方法,否则如果handler自己的mCallback字段是否为Null,不是的话,调用其handleMessage方法,否则的话就调用handler自己的handleMessage方法。
有几点自己看的不是很明白,首先在MessageQueue中,涉及到很多别的native方法,在next方法中就有调用nativePollOnce本地方法,目前还没有看过其实现,然后就是message有异步消息和同步消息的区别,源码注释中有提到,同步消息会受到barrier的限制,比如ui更新的时候,就会阻塞消息的处理,但异步消息不受此限制,这些地方还需要查找资料加以理解。
写了这么多,就是简单的梳理了一下自己一天读源码的思路,有不妥之处,欢迎指出。

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