Android消息機制原理深入分析
1.消息機制原理的解釋
在主線程里創(chuàng)建一個Handler,然后在分線程中引用這個Handler來發(fā)送Message對象給MessageQueue,循環(huán)器Looper從MessageQueue里面取出一個需要處理的Message,交給Handler處理,一般是進行UI處理。處理完之后,Message就沒有太大的用處,Looper清理Message,讓Message回到默認狀態(tài)。
2.Android的消息機制概述
Handler的背景(三個常見問題)
(1)Android為什么要提供Handler?
這是因為Android規(guī)定訪問UI只能在主線程中進行,如果在子線程中訪問UI,那么程序就會拋出異常,但是Android又建議不要在主線程中進行耗時操作,否則會導致線程無法響應即ANR,比如我們需要從服務(wù)器拉取一些信息并將其顯示在UI上,這個時候必須在子線程中進行拉取工作,拉取完畢后,不能在子線程上直接訪問UI,這時候通過Handler就可以將訪問UI的操作切換到主線程去執(zhí)行。
(2)系統(tǒng)為什么不允許在子線程中訪問UI呢?
這個因為Android的UI控件并不是線程安全的,如果在多線程中并發(fā)訪問可能會導致UI控件處于不可預期的狀態(tài)。
(3)為什么系統(tǒng)不對UI控件的訪問加上鎖機制呢?
缺點有兩個:
- 加上鎖機制會讓UI訪問的邏輯變得復雜
- 鎖機制會降低UI訪問的效率,因為鎖機制會阻塞某些線程的執(zhí)行
鑒于這兩個缺點,最簡單且高效的方法就是采用單線程模型來處理UI操作。
Handler的工作原理的解釋
子線程默認沒有Looper的,如果需要使用Handler,那么在Handler創(chuàng)建時就需要為線程創(chuàng)建Looper,利用Looper來構(gòu)建內(nèi)部的消息循環(huán)系統(tǒng),如果當前線程沒有Looper,那么就會報錯。Handler創(chuàng)建完畢之后,Handler通過post方法把一個Runnable傳到Looper中去處理,或者通過send方法發(fā)送消息,Looper會調(diào)用MessageQueue的enqueueMessage方法將消息發(fā)入消息隊列中,然后Looper不斷循環(huán)發(fā)現(xiàn)需要處理的消息之后,就會調(diào)用消息中的Runnable或者或者Handler的handleMessage方法,這樣一來,Handler中的業(yè)務(wù)邏輯就被切除到創(chuàng)建Handler所在的線程中去執(zhí)行。
3.消息機制的分析
1.了解Message
可理解為線程間通訊的數(shù)據(jù)單元,可通過message攜帶需要的數(shù)據(jù)
創(chuàng)建Message的方法
val message:Message= Message() val message1:Message=Message.obtain()//它利用了Message中消息池(sPool)
封裝數(shù)據(jù):
int what:標識
int arg1:保存int數(shù)據(jù)
int arg2:保存int數(shù)據(jù)
Object obj:保存任意時刻的數(shù)據(jù)
Long when :記錄應該被處理的時間值,若為即時消息,時間值=發(fā)送時間,若為延時消息,時間值=發(fā)送時間+延遲時間
Handler target:用來處理消息的Handler對象,就是發(fā)送消息的Handler
Runnable callback:用來處理消息的回調(diào)器
Message next:指向下一個Message用來形成一個鏈表
Message sPool:用來緩存處理過的Message,以便復用
2.了解Handler
Handler是Message的處理器,同時也負責消息的發(fā)送和移除的工作
(1)Handler的構(gòu)造方法
Android API 30以上,使用Handler()方法時會顯示刪除線,并提示相關(guān)的方法已經(jīng)被棄用,不建議使用。如圖所示:
但是安卓不是棄用Handler這個類,而只是棄用Handler的兩個構(gòu)造方法:
Handler() Handler(callback:Handler.Callback)
安卓建議采用如下方法來解決
1.使用Executor
2.明確指定Looper
3.使用Looper.getMainLooper()定位并使用主線程的Looper
4.如果又想在其他線程,又想要不出bug,請使用Handler(looper:Looper)或者Handler(Looper.myLooper())這兩個構(gòu)造方法。
(2) Handler導致的內(nèi)存泄漏問題
在Android中最常用的一種內(nèi)存泄漏是Handler導致的泄漏,原因:
(1)在Activity被摧毀時,延遲消息還沒發(fā)出,Handler可能有未執(zhí)行完或者正在執(zhí)行的Message,MessagesQueue就會持有這個消息的引用,導致Handler持有Activity的引用,進而導致GC無法回收Activity。
(2)Handler中有還沒執(zhí)行完的Message,還在運行,而運行中的子線程不會被回收,所以就導致了內(nèi)存泄漏。
解決方法:
1.在Activity的onDestroy()方法中,清空Handler中的未執(zhí)行或者正在執(zhí)行的Message和Callbacks
override fun onDestroy() { super.onDestroy() handler.removeCallbacksAndMessages(null) }
2.static+弱引用
class MyHandler(activity: HandlerActivity):Handler(Looper.getMainLooper()){ private val myWeakReference:WeakReference<HandlerActivity> = WeakReference(activity) override fun handleMessage(msg: Message) {//處理消息的回調(diào)方法 myWeakReference.get()?.run { ... } } }
(3)Handler的常用方法:
- 發(fā)送即時消息:sendMessage(msg Message)
- 發(fā)送延時消息:sendMessageDelayed(msg Message,delayMillis Long)
- 處理方法:handleMessage(msg Message)(回調(diào)方法)
- 移除還未處理的消息:removeMessages(what int)
部分源碼:
由下面的源碼可以看出,這些方法的本質(zhì)是調(diào)用了queue.enqueueMessage(msg,uptimeMillis)方法。
sendMessage(Message msg) ->sendMessageDelayed(msg,0) sendEmptyMessage(int what) ->sendEmptyMessageDelayed(what,0) sendEmptyMessageDelayed(what,0)//發(fā)送不帶數(shù)據(jù)的消息 ->sendMessageDelayed(msg,delayMillis) sendMessageDelayed(Message msg,long delayMillis) ->sendMessageAtTime(msg,SystemClock.uptimeMillis()+delayMillis) sendMessageAtTime(Message msg,long uptimeMillis) ->enaueueMessage(queue,msg,uptimeMillis)//將消息添加到消息隊列中 enaueueMessage(MessageQueue queue,Message msg,long uptimeMillis) ->queue.enqueueMessage(msg,uptimeMillis)//調(diào)用消息隊列保存消息對象 removeMessage(int what)//移除消息 ->mQueue.removeMessage(this,what,null)//調(diào)用消息隊列移除它內(nèi)部的指定what消息 handleMessage(Message msg)//處理消息的回調(diào)方法
3.消息隊列的工作原理
MessageQueue消息隊列,負責入隊和出隊,儲存Handler發(fā)送的消息,它是一個按Message的when的排序的優(yōu)先隊列。
雖然MessageQueue叫消息隊列,但是它內(nèi)部是用鏈表來實現(xiàn)的。
MessageQueue主要包含兩個操作:插入和讀取,讀取操作本身會伴隨刪除操作,插入和讀取對應的方法分別為enqueueMessage和next:
boolean enqueueMessage(Message msg, long when):往消息隊列中插入一條消息
Message next() :消息隊列中取出一條消息并將其從消息隊列中移除
enqueueMessage和 next方法的部分源碼:
enqueueMessage的主要操作就是單鏈表的插入操作
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {//將Messages插入消息隊列 ... msg.when = when;//指定消息應該被處理的時間 ... for (;;) {//將當前消息對象保存到消息隊列中的一個合適的位置 prev = p; p = p.next; if (p == null || when < p.when) { break; } if (needWake && p.isAsynchronous()) { needWake = false; } }//最終的結(jié)果是:消息隊列是按when來排序的 ... nativeWake(mPtr);//通過本地方法實現(xiàn)對處理等待狀態(tài)的底層線程 ... }
next方法是一個無限循環(huán)的方法。如果消息隊列中沒有消息,那么next方法可以阻塞在這里,
當有新的消息到來時,next方法會返回這條消息并將其中單鏈表中移除。
Message next() {//取出一個合適的Message對象,可能不會立刻返回 ... nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);//本地方法,會導致可能處理等待狀態(tài),但不會阻塞主線程 ... Message msg = mMessages;//取出消息隊列中的第一個消息 ... return msg;//返回 ... }
4.Looper的工作原理
Looper在Android的消息機制中扮演著消息循環(huán)的角色。
Looper為一個線程開啟一個消息循環(huán),創(chuàng)建MessageQueue,負責循環(huán)取出Message Queue里面的當前需要處理的Message,也就是說,它會一直不停地從MessageQueue中查看是否會有新消息,如果有新消息就會交給對應的Handler進行處理,處理完后,將Message緩存到消息池中以備復用,否則就一直阻塞在那里,Looper退出后,Handler發(fā)送消息會失敗,線程會立刻終止。
常用方法:?
Looper.prepare():為當前線程創(chuàng)建一個Looper。
Looper.loop():開啟消息循環(huán).
Looper.getMainLooper():獲取主線程的Looper。
Looper.quit()直接推遲Looper
Looper.quitSafely()設(shè)定一個退出標記,然后把消息隊列中的已有消息處理完畢才安全地退出。
如何為一個線程創(chuàng)建Looper?
thread { Looper.prepare() val handler:Handler=MyHandler(this) Looper.loop() }
loop方法的部分源碼:
public static void loop() { final Looper me = myLooper();//得到looper對象 ... for (;;) {//無限循環(huán) ... Message msg = me.mQueue.next(); // 從消息隊列中取出消息 ... msg.target.dispatchMessage(msg);//調(diào)用Handler去分發(fā)并處理消息 ... msg.recycleUnchecked();//回收利用Message ... } }
4.Handler使用(DEMO)
功能描述:
1.初始時
顯示10,可以通過點擊按鈕改變其值
2.點擊自動增加
每隔一秒上面的文本數(shù)值增加1,但最大顯示20并作出提示
3.點擊自動減少
每隔一秒上面的文本數(shù)值減少1,但是最小顯示1并作出提示
4.點擊暫停
上面的數(shù)值文本不再變化
效果圖:
代碼如下:
class HandlerActivity : AppCompatActivity() { lateinit var handler: Handler lateinit var number:TextView lateinit var increase:Button lateinit var decrease:Button lateinit var pause:Button //static+弱引用 class MyHandler(activity: HandlerActivity):Handler(Looper.getMainLooper()){ private val myWeakReference:WeakReference<HandlerActivity> = WeakReference(activity) override fun handleMessage(msg: Message) {//處理消息的回調(diào)方法 myWeakReference.get()?.run { var numberint:Int=Integer.parseInt(number.text.toString()) when(msg.what){ 1->{ if(numberint==20){ Toast.makeText(this,"已經(jīng)達到最大值",Toast.LENGTH_SHORT).show() return } numberint++ number.text= numberint.toString() handler.sendEmptyMessageDelayed(1,1000) } 2->{ if(numberint==1){ Toast.makeText(this,"已經(jīng)達到最小值",Toast.LENGTH_SHORT).show() return } numberint-- number.text=numberint.toString() handler.sendEmptyMessageDelayed(2,1000) } else -> {} } } } } override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) { super.onCreate(savedInstanceState) setContentView(R.layout.activity_handler) number=findViewById(R.id.number) increase=findViewById(R.id.increase) decrease=findViewById(R.id.decrease) pause=findViewById(R.id.pause) handler=MyHandler(this) increase.setOnClickListener { increase.isEnabled=false decrease.isEnabled=true pause.isEnabled=true handler.removeMessages(2) handler.sendEmptyMessage(1) } decrease.setOnClickListener { increase.isEnabled=true decrease.isEnabled=false pause.isEnabled=true handler.removeMessages(1) handler.sendEmptyMessage(2) } pause.setOnClickListener { increase.isEnabled=true decrease.isEnabled=true pause.isEnabled=false handler.removeMessages(1) handler.removeMessages(2) } } override fun onDestroy() { super.onDestroy() handler.removeCallbacksAndMessages(null) } }
到此這篇關(guān)于Android消息機制原理深入分析的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Android消息機制內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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