消息机制的同步屏障,其实就是阻碍同步消息,只让异步消息通过。
- 屏障消息和普通消息区别在于屏幕没有target,普通消息有target是因为它需要将消息分发给对应的target,而屏幕不需要被分发,它就是用来挡住普通消息来保证异步消息优先处理的
- 屏障和普通消息一样可以根据时间来插入到消息队列中的适当位置,并且只会挡住它后面的同步消息的分发
- postSyncBarrier会返回一个token,利用这个token可以撤销屏障
- postSyncBarrier是hide的,使用它得用反射
- 插入普通消息会唤醒消息对了,但插入屏障不会
现在屏障已经插入到消息队列中了,它是如何挡住普通消息而只需要异步消息进行执行的呢?Looper是通过MessageQueue的next方法来获取消息的,来看看
//MessageQueue.java
Message next() {
...
int pendingIdleHandlerCount = -1;
int nextPollTimeoutMillis = 0;
for (;;) {
//如有消息被插入到消息队列或者超时时间到,就被唤醒,否则会阻塞在这里
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
//遇到屏障 它的target是空的
if (msg != null && msg.target == null) {
//找出屏障后面的异步消息,
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
//isAsynchronous()返回true才是异步消息
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
//如果找到了异步消息
if (msg != null) {
if (now < msg.when) {
//还没到处理时间,再等一会儿
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
} else {
//到处理时间了,就从链表中移除,返回这个消息
mBlocked = false;
if (prevMsg != null) {
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null;
msg.markInUse();
return msg;
}
} else {
//如果没有异步消息就一直休眠,等待被唤醒
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
...
}
...
}
}
在MessageQueue中取下一个消息时,如果遇到屏障,就遍历消息队列,取最近的一个异步消息,然后返回出去。如果没有异步消息,则一直休眠在那里,等待着被唤醒。
二、发送异步消息虽然postSyncBarrier()被标记位hide,但是我们想调还是可以通过反射调用的。而且还可以通过系统调用这个方法添加屏障(在ViewRootImpl中requestLayout时会使用到)之后,我们发送异步消息,悄悄上车。
添加异步消息时有两种办法:
- 使用异步类型的Handler发送的全部Message都是异步的
- 给Message标记异步
给Message标记异步可以通过它的setAsynchronous()进行,非常简单。
三、同步屏障的应用场景系统把插入屏障和构造异步Handler这些东西标记为hide,意思就是这些API是系统自己用的,不想让开发者调用呗。那系统是什么时候用的呢?
异步消息需要同步屏障的辅助,但同步屏障我们无法手动添加,因此了解系统何时添加和删除同步屏障是必要的。只有这样才能更好地运行异步消息这个功能,知道为什么要用和如何用。了解同步屏障需要简单了解一点屏幕刷新机制的内容。
手机屏幕刷新屏幕有不同的类型,60Hz、120Hz等。屏幕会在每次刷新的时候发出一个Vsync信号,通知CPU进行绘制计算。具体到我们代码中,可以认为是执行onMeasure、onLayout、onDraw这些方法。
View绘制的起点是ViewRootImpl的requestLayout()开始的,这个方法会去执行上面的三大绘制任务:测量、布局、绘制。调用requestLayout()方法之后,并不会马上开始进行绘制任务,而是会给主线程设置一个同步屏幕,并设置Vsync信号监听。当Vsync信号的到来,会发送一个异步消息到主线程Handler,执行我们上一步设置的绘制监听任务,并移除同步屏障。
//ViewRootImpl.java
@Override
public void requestLayout() {
if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
checkThread();
mLayoutRequested = true;
scheduleTraversals();
}
}
void scheduleTraversals() {
if (!mTraversalScheduled) {
mTraversalScheduled = true;
//插入屏障
mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
//监听Vsync信号,然后发送异步消息 -> 执行绘制任务
mChoreographer.postCallback(
Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
if (!mUnbufferedInputDispatch) {
scheduleConsumeBatchedInput();
}
notifyRendererOfFramePending();
pokeDrawLockIfNeeded();
}
}
在等待Vsync信号的时候主线程什么事都没干,这样的好处是保证在Vsync信号到来时,绘制任务可以被及时执行,不会造成界面卡顿。
这样的话,我们发送的普通消息可能会被延迟处理,在Vsync信号到了之后,移除屏障,才得以处理普通消息。改善这个问题的办法是使用异步消息,发送异步消息之后,即时是在等待Vsync期间也可以执行我们的任务,让我们设置的任务可以更快得被执行(如有必要才这样搞,UI绘制高于一切)且减少主线程的Looper压力。
Handler同步屏障 - 知乎
四、同步屏障实战MessageQueue中同步屏障处理的方法都是隐藏API,需要通过反射方法来调用。
public class SyncBarrierActivity extends AppCompatActivity {
private Handler handler;
private static final String TAG = "SyncBarrierActivity";
private int token; // 同步屏障对应的token值
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_sync_barrier);
handler = new Handler();
Message message1 = Message.obtain(handler, new Runnable() {
@Override
public void run() {
Log.d(TAG, "1000");
}
});
// 省略消息message2定义,run()中代码Log.d(TAG, "2000");
// 省略消息message3定义,run()中代码Log.d(TAG, "3000");
Message message4 = Message.obtain(handler, new Runnable() {
@Override
public void run() {
Log.d(TAG, "4000");
removeSyncBarrier(); // 移除同步屏障
}
});
// 设置3秒后和4秒后执行的消息为异步消息
message3.setAsynchronous(true);
message4.setAsynchronous(true);
handler.sendMessageDelayed(message1, 1000); // 发送1秒后执行的同步消息
handler.sendMessageDelayed(message2, 2000); // 发送2秒后执行的同步消息
handler.sendMessageDelayed(message3, 3000); // 发送3秒后执行的异步消息
postSyncBarrier(); // 投递同步屏障到消息队列中
handler.sendMessageDelayed(message4, 4000); // 发送4秒后执行的异步消息
}
// 反射执行投递同步屏障,省略try..catch
public void postSyncBarrier() {
Method method = MessageQueue.class.getDeclaredMethod("postSyncBarrier");
token = (int) method.invoke(Looper.getMainLooper().getQueue());
}
// 反射执行移除同步屏障,省略try..catch
public void removeSyncBarrier() {
Method method = MessageQueue.class
. getDeclaredMethod("removeSyncBarrier", int.class);
method.invoke(Looper.getMainLooper().getQueue(), token);}
}
}
//`~ 执行结果
com.example.mytestproject D/SyncBarrierActivity: 3000 // 优先执行3秒后的异步消息
com.example.mytestproject D/SyncBarrierActivity: 4000 // 接着执行4秒后的异步消息
// 4秒消息移除了同步屏障,开始执行同步消息
com.example.mytestproject D/SyncBarrierActivity: 1000
com.example.mytestproject D/SyncBarrierActivity: 2000
示例代码中会在主线程中先抛入一个1秒后执行和一个2秒后执行的同步消息,接着向主线程投递一个同步屏障,同步屏障后面接着投递一个3秒后执行和一个4秒后执行的异步消息,4秒后执行的异步消息会移除之前投递的同步屏障。
假如投递的四个消息全部时同步消息那么它们应该按照时间顺序依次执行,由于同步屏障的存在1秒和2秒执行的消息即使到了执行时间依然没有被执行,3秒和4秒的消息成功通过同步屏障按时执行,在移除同步屏障后1秒和2秒的同步消息得以正常执行。
MessageQueue之所有将同步屏障的接口都变成隐藏接口是不想普通的开发者向主线程队列投递同步屏障影响VSync消息的正常执行,开发过程中尽量不要使用异步消息和同步屏障。
Android中异步消息和同步屏障_xingzhong128的博客-CSDN博客_android 同步屏障