Handler之postSyncBarrier消息屏障

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。