Android--深入理解handler机制

1. 目录

1–目录
2–前言
3–简单总结
4–Looper的区别：MainLooper和普通Looper
5–handler发送的消息过程
6–MessageQueue怎么把这条消息放进队列的
7–Looper读取消息：loop()
8–MessageQueue读取消息：next()
9–如何提高消息的优先级？同步消息，屏障消息，异步消息
10–handler知识点总结

前言

Android程序是一个以消息驱动的程序，页面的跟新，Activity生命周期的变化，点击事件等等都与消息息息相关。

简单总结

简单的理解Handler发送消息的流程：Handler发送消息(message)到MessageQueue，然后，Looper通过loop()方法循环从MessageQueue里面读取消息。然后，发送给对应的target(Handler)。

简单的理解send消息图.png

我们带着问题来理解这个流程，最后，我们在重新总结一下。辣么问题就来了：

handler都是一样的，为什么Looper会分Looper.getMainLooper()和普通的Looper？
handler发送的消息过程是什么样子的？
Looper怎么读取消息的？
handler发送消息能发送延时消息，Looper读取到消息之后，怎么确定是立刻发送回去，还是隔多久发送回去？
怎么提升消息的优先级？
我们项目里面可能会用到的Looper.prepare()，Looper.loop()，这是做什么操作？

我们结合源码一起来看一下这些问题：

Looper的区别：MainLooper和普通Looper

第一个问题，handler都是一样的，为什么Looper会分Looper.getMainLooper()和普通的Looper？我们都知道

Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper())

通过这个Looper.getMainLooper()方式得到得Handler，可以改变UI，其他的不行，这是为什么呢？我们都知道，UI线程才能改变UI。

ps：app的启动入口是在ActivityThread的main方法。

捡一些 (~~我看的懂的~~),呸，是主要的，跟我们聊的这个相关的位置贴出来，源码如下：

public static void main(String[] args) {
        ...
        //loop调用了一个准备MainLooper方法（按照方法的名字意思翻译的）
        Looper.prepareMainLooper();

        ...
        ActivityThread thread = new ActivityThread();
        thread.attach(false, startSeq);

        if (sMainThreadHandler == null) {
            sMainThreadHandler = thread.getHandler();
        }

        ...
        //Looper调用loop()方法进入了循环模式
        Looper.loop();
        //如果走到这里，那就没有进入循环模式，就抛出异常了，异常字面意思很好理解，主线程的loop意外的退出了
        throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
    }

注释应该写的比较清楚了吧？这里我想说的是，main启动的时候，这个线程就是UI线程，这个是系统给规定的，只有在这个线程里面才能改变UI。

我们再来看看这个Looper.prepareMainLooper()里面做了什么操作

@Deprecated
public static void prepareMainLooper() {
    //调用prepare方法，传了一个false的Boolean值
    prepare(false);
    //锁
    synchronized (Looper.class) {
        //sMainLooper不等于null，就抛异常
        if (sMainLooper != null) {
            throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
        }
        //等于null，就把myLooper()方法的返回值赋值给sMainLooper
        sMainLooper = myLooper();
    }
}

//prepare，一个Boolean类型的参数，看名字意思应该是：是否允许退出
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
    //sThreadLocal.get()值不等于null，就抛异常
    if (sThreadLocal.get() != null) {
        throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
    }
    //sThreadLocal.get()值等于null，就new一个Looper，放到sThreadLocal中
    sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}

//Looper的构造方法，我们此时主线程new的时候传的是false
private Looper(boolean quitAllowed) {
    //新建了一个消息队列，MsgQueue，并且把这个boolean传进去了，赋值给mQueue变量
    mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
    //把当前线程赋值给了mThread变量
    mThread = Thread.currentThread();
}
//消息队列的构造方法，Boolean类型的参数，到这里就应该知道了，表示这个线程是否允许退出，true：允许退出。false：不允许退出
MessageQueue(boolean quitAllowed) {
    mQuitAllowed = quitAllowed;
    //nativeInit():native方法，不知道是啥，应该是一些需要的初始化
    mPtr = nativeInit();
}
//sThreadLocal.get()的值返回回去
public static @Nullable Looper myLooper() {
    return sThreadLocal.get();
}

注释都有了，最开始调用的prepare(false)方法，看完上面的注释，我大致串一下。

ps:说一下这个sThreadLocal变量，我也不知道怎么说，反正就是它的类型是：ThreadLocal,它就是一个普通的类，然后泛型是Looper，所以，这个类就是用来放Looper的。大致这么理解

我们再说回这个方法，主要就是，

先判断这个变量是不是空的，如果不是空的，就抛异常了，因为Looper是不允许我们自己手动创建的。
如果是空，就创建一个Looper，放进sThreadLocal变量里面；
然后，创建Looper的时候，顺道就创建了MessageQueue。主线程创建的MessageQueue是不允许主动退出的，如果消息队列退出了，退出app了。
并且，Looper的mQueue，mThread也都赋值好了，一个是消息队列，一个是当前线程(这两个变量用的也比较多)。

prepare()方法，到这里就说完了，我们再看剩下的代码，往上面翻一下，再看一下。

ps：sMainLooper变量，类型就是Looper

剩下的代码就是一个锁方法，

判断sMainLooper是不是不等于null，如果，不等于null就抛出了异常
如果等于null，就把上面创建的looper，赋值给sMainLooper

我们Looper.getMainLooper()获取的Looper就是这个sMainLooper，也就是我们当前线程(UI线程)的Looper，我们只有绑定了这个looper的handler才能改变UI，因为，这个handler是在给UI线程传递消息。

为什么不等于null就抛出异常了呢?因为sMainLooper只在系统的时候创建，不能在其他的时候创建，如果，在其他的时候创建，说明系统启动的时候没有创建Looper，那么，主线程就没法通信，这是有问题的。

第一个问题我说明白了吧？Looper.getMainLooper()获取到的是主线程的Looper，跟它绑定的handler能改变UI，没有跟它绑定的hanler都不能改变UI

handler发送的消息过程

第二个问题，handler发送的消息过程是什么样子的？

说到这里，我们先聊一下Message类

public final class Message implements Parcelable {
    public int what;
    public int arg1;
    public int arg2;
    public Object obj;
    ...
    public long when;
    @UnsupportedAppUsage
    /*package*/ Handler target;
    ...
    @UnsupportedAppUsage
    /*package*/ Message next;
    /** @hide */
    public static final Object sPoolSync = new Object();
    private static Message sPool;
    private static int sPoolSize = 0;
    private static final int MAX_POOL_SIZE = 50;

写代码这么长时间，我们发了那么多消息，是不是都没有仔细看看Message的成员变量？看看上面这几个变量。

what，arg1，arg2，obj可能我们用的比较多。
这个long 类型的when，很重要，是消息放在队列哪个位置的重要依据。是放在队头？还是队尾？（重点）
Handler类型的target变量，我们之前没注意过吧？字面意思：目标。目标handler（重点）
下面还有两个Message类型的变量，一个next，一个sPool；next字面意思：下一条消息。pool：水池。类型又是Message；那么，sPool：池子的消息
Object类型的sPoolSync：异步池子。根据经验来看，碰到过很多这种Object类型的东西，大部分都是加锁用的。synchronized(sPoolSync)，一般都是这样用
int类型的两个变量，sPoolSize值是0，再就是MAX_POOL_SIZE，值是50。字面的意思就是池子的大小是0，池子的最大值是50.

什么池子啊，什么最大值啊。我相信很多人跟我的反应都是一样的，线程池，复用。所以这里就是消息池，消息能复用，消息池最大的消息个数是50个，异步。

延申到这里，引出我想问的第一个问题，消息的创建，消息创建的两种方式：一种是new出来，一种是obtain的方式，它有一系列的重载方法。

//第一种：new的方式
Message msg1 = new Message();
msg1.what = 1;
msg1.arg1 = 20;
handler.sendMessage(msg1);

//第二种：obtain的方式
Message msg = Message.obtain();
msg.what =1;
msg1.arg1 = 20;
handler.sendMessage(msg);

第一种没啥好说的，我们看第二种：Message.obtain()

public static Message obtain() {
        //加锁
        synchronized (sPoolSync) {
            //判断sPool是否为空
            if (sPool != null) {
                //sPool不为空，就复用sPool msg对象
                Message m = sPool;
                //然后，把m的next赋值给sPool
                sPool = m.next;
                //然后，把已经去出去的msg的额next置空
                m.next = null;
                m.flags = 0; // clear in-use flag
                //这时候，消息池已经去出去了一条消息，消息池大小就减一
                sPoolSize--;
                return m;
            }
        }
        //sPool为空，就new一个msg对象
        return new Message();
    }

简单的理解就是，不需要重新创建消息，从消息池里面取出一条消息，赋值给我们需要创建的msg对象。

这里为什么要加锁？什么情况下需要加锁？当然是防止并发呀，handler可以随时随地的发消息，所以，为了防止并发，加锁。

问题来了，这个sPool是什么时候赋值的呢？我们创建消息的时候没有赋值。创建的时候没有赋值，我们在Message类里面，检索sPool对象，我们找到如下方法：

@UnsupportedAppUsage
    void recycleUnchecked() {
        //重置一些列的成员变量
        flags = FLAG_IN_USE;
        what = 0;
        arg1 = 0;
        arg2 = 0;
        obj = null;
        replyTo = null;
        sendingUid = UID_NONE;
        workSourceUid = UID_NONE;
        when = 0;
        target = null;
        callback = null;
        data = null;
        //就是这里，加锁
        synchronized (sPoolSync) {
            //当前消息池子是否小于限制的最大值
            if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) {
                //把sPool赋值给next
                next = sPool;
                //sPool赋值现在的消息
                sPool = this;
                //消息池子大小加1
                sPoolSize++;
            }
        }
    }

看这个方法名就应该能猜到，消息回收的时候调用的。所以，在消息回收的时候，就把这条消息重置，把这条回收的消息赋值给sPool，这里就是赋值的位置。在消息回收的时候赋值。

所以，只要你并发量不大，你每次都是obtain创建消息，基本上都是复用的，不会重新创建消息。

消息说完了，跑题了，跑题了，言归正传

handler发送消息的流程

欢迎来到走进科学之Android消息发送流程，我们来一步一步的剖析这条消息是怎么一步一步放进消息队列的。

Message msg = Message.obtain();
msg.what =1;
msg1.arg1 = 20;
handler.sendMessage(msg);

我们来看这个sendMessage的源码。

public final boolean sendMessage(@NonNull Message msg) {
        //是不是眼熟，没错，它实际上调用的就是我们延时消息的方法，只不过，这个延时的时间是0
        return sendMessageDelayed(msg, 0);
}

//我们再来看看这个sendMessageDelayed方法
public final boolean sendMessageDelayed(@NonNull Message msg, long delayMillis) {
        //这里有个判断时间，小于0，就赋值给0，所以，发送延时消息的时候时间传递负数，会立马接收到消息，知道是为什么了吧？
        if (delayMillis < 0) {
            delayMillis = 0;
        }
        //这里又调用的sendMessageAtTime方法
        return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}

//这里我想说的是SystemClock.uptimeMillis()：表示系统开机时间
//我们再来看看这个sendMessageAtTime方法

public boolean sendMessageAtTime(@NonNull Message msg, long uptimeMillis) {
        //这里有一个消息队列的判断，这个消息队列是在Handler创建的时候赋值的。
        //可以点进去看一下。Hander构造方法传递一个Looper，Looper构造方里面创建了msgQueue，就是这个。
        MessageQueue queue = mQueue;
        //如果是空，就抛异常，因为消息队列都没有，循环啥？
        if (queue == null) {
            RuntimeException e = new RuntimeException(
                    this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
            Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
            return false;
        }
        //这里又调用了enqueueMessage
        return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}

private boolean enqueueMessage(@NonNull MessageQueue queue, @NonNull Message msg,
            long uptimeMillis) {
        //这里，我们前面说消息的时候，说很重要，就是在handler发送消息的这里赋值，这个值也是后面Looper发送给哪个handler的依据。
        msg.target = this;
        msg.workSourceUid = ThreadLocalWorkSource.getUid();
        //这个是判断你的这个消息是不是异步，提升消息优先级的位置。同步消息，同步屏障，异步消息。
        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        //这里就开始进入到消息队列了
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
    }

msg.target是后面Looper拿到这条消息之后，发送的目的地，不然，Looper怎么知道要发送给谁(handler)？

提升消息优先级的位置。同步消息，同步屏障，异步消息。也是比较重要，后面再细唠。

MessageQueue怎么把这条消息放进队列的

到这里handler的发送就完了，MessageQueue怎么把这条消息放进去的呢？方法如下：

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
        //判断有没有目标handler，如果没有，直接就抛异常，都没有这个目的地，我最后取出这条消息，我发给谁？所以，直接就抛异常
        if (msg.target == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
        }
        //加锁，不加锁，如果很多消息同时需要加紧队列就会出问题
        synchronized (this) {
            //判断这条消息是否正在使用，如果正在使用，那也抛异常。为什么消息会正在使用呢？
            //我们前面说了obtain方式消息是复用的，发送消息会并发，所以，是吧？
            if (msg.isInUse()) {
                throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
            }
            //如果，当前msgQueue正在退出，把消息回收了。
            //比方说，你新建线程请求网络，网络请求完，线程一般就会死掉了，线程都没有了，MsgQueue当然要退出了。
            if (mQuitting) {
                IllegalStateException e = new IllegalStateException(
                        msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
                Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
                msg.recycle();
                return false;
            }
            
            //走到这里，消息就准备放进消息队列了，就是放在那里的问题
            //给消息加个标记，表示消息正在使用。跟前面那个判断正好对应
            msg.markInUse();
            //这个时间，还记不记得？系统开机时间+你延时的时间
            msg.when = when;
            //把消息队列的当前消息赋值给p
            Message p = mMessages;
            //是否需要唤醒线程，唤醒跟休眠都是native方法。
            boolean needWake;
            //当前消息是空，说明当前消息队列没有消息，就直接把我们传递的这条消息加进队列
            //我加进来的这条消息的执行时间是0，时间是不会有负数的，如果传进来是负数，都被改成0了，所以，我加的这条消息应该是最先执行的，所以，要加进队列
            //加进来的这条消息的执行时间小于当前线程的执行时间，我加进来的这条消息执行的时间，比你当前消息队列循环的时间小，说明，我要在它的前面执行，要加进队列
            //上面这个时间小的问题，你可以理解成，消息队列循环的时间是延时10秒处理的，我新进的这条消息是要延时5秒，所以，要放在它的前面
            if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
               //走到这里，说明新加消息需要放在队首 //我新加的消息放进来了之后，要把当前消息的后面，也就是我新加消息的next
                //因为，我新加的消息要在它的前面执行
                msg.next = p;
                //然后，把我新加消息赋值给当前消息变量
                mMessages = msg;
                needWake = mBlocked;
            } else {
         //走到这个else里面，就说明当前消息不需要放到队首，就循环判断看它要被放在哪 
                needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
                Message prev;
                //进入死循环
                for (;;) {
                    prev = p;
                    p = p.next;
                    //如果当前msg的下一个消息是空，表示没有消息了，for循环就要中止了，需要把新加消息放进来了
                    //如果当前消息的下一条消息的执行时间在新加的执行时间的后面，说明，新加消息要在这条消息的前面执行。所以，for循环就要中止了，需要把新加消息放进来了
                    if (p == null || when < p.when) {
                        break;
                    }
                    if (needWake && p.isAsynchronous()) {
                        needWake = false;
                    }
                }
                //把当前消息放在新加消息的后面
                msg.next = p; 
                //把新加消息，放在当前执行消息的后面。此时，消息就插件队列了
                prev.next = msg;
            }

            // We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
            //是否需要唤醒消息队列开始循环获取消息，是native层面做的事情。
            if (needWake) {
                nativeWake(mPtr);
            }
        }
        return true;
    }

总结下来就是：三个条件

根据当前队列是否空闲(p == null)
当前消息执行的时间when(when == 0)
当前队列执行的消息是否需要在新增消息的后面执行(when < p.when)

来判断当前消息是否需要插到队首，只要满足上面的任意一个条件，就需要放进队首；否则，for循环判断当前消息需要放到消息队列的哪个位置。需要插队的话就记得把队列中后面的消息放到当前消息的后面。

再重复一遍，这个时间是SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis，系统开机时间+你传递的延时时间。

到这里，消息就被插件消息队列了。代码基本上每行都有注释，一遍没有看懂的话就多看几遍。

Looper读取消息：loop()

消息已经放进队列了，第二个问题就结束了，接下来就是第三个问题：Looper怎么读取消息的？

Looper是通过loop()方法循环读取消息的。代码如下：

代码比较多，我把无关的(~~看不懂的~~)都去掉了

public static void loop() {
        //获取当前线程的looper
        final Looper me = myLooper();
        //如果，等于null，就抛异常，看异常的消息就应该看的出来，说没有在当前线程调用Looper.prepare()方法
        //Looper.prepare()这个方法就是创建Looper的
        if (me == null) {
            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
        }
        
        ...
        
        //获取当前线程的消息队列
        final MessageQueue queue = me.mQueue;

        ...

        //进入死循环读取消息
        for (;;) {
            //读取队列中的下一条消息，可能会阻塞线程
            Message msg = queue.next(); 
            //如果，没有消息了，就退出循环，进入休眠状态
            if (msg == null) {
                // No message indicates that the message queue is quitting.
                return;
            }

            
            ...
            
            //获取观察者模式的对象
            final Observer observer = sObserver;

            ...
            
            Object token = null;
            if (observer != null) {
                //这里应该是这个观察者对象发送了一个消息正在分发的消息
                token = observer.messageDispatchStarting();
            }
            
            ...
            
            try {
            //msg.target：是不是很眼熟？就是需要接收这条消息的handler //通过这个handler调用dispatchMessage方法，发送消息 msg.target.dispatchMessage(msg);
                if (observer != null) {
                   //然后，观察者发送一个消息分发完成的消息 observer.messageDispatched(token, msg);
                }
                dispatchEnd = needEndTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
            } catch (Exception exception) {
                if (observer != null) {
                   //如果出现了异常，这个观察者就发送一个消息分发异常的消息 observer.dispatchingThrewException(token, msg, exception);
                }
                throw exception;
            } finally {
                ThreadLocalWorkSource.restore(origWorkSource);
                if (traceTag != 0) {
                    Trace.traceEnd(traceTag);
                }
            }
            
            ...
            
            //眼熟不？就是前面说的，消息回收，重复利用，就是在消息分发完成之后触发
            msg.recycleUnchecked();
        }
    }

我们先看一下这个handler的dispatchMessage方法：

public void dispatchMessage(@NonNull Message msg) {
        //这个Message的callback是什么时候赋值的呢？就是创建Message的时候，可以回过头去看一下
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }
            //这个方法，眼熟吗？看下面，我们新建handler的时候，不就重写了这个方法吗？
            handleMessage(msg);
        }
    }
    
    Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper()){
        @Override
        public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
        }
    };

到此，消息的发送，入队，取消息，处理，就形成了闭环了。整个流程：

新建handler，发送消息sendMessage
此时消息的创建obtain复用模式，后面可能会造成正在使用的异常，所以，需要加锁同步一下
然后，消息进队，target(目的地的handler)和when(执行的时间系统开机时间+延时时间)
判断的三个条件，是放进队首(队列中是空的，时间是0，时间在队列消息时间的前面)，还是队中(需要循环判断队列中是否还有消息和时间)
通过loop方法取出来消息，通过这个消息的target发送消息

我们接下来说第四个问题：handler发送消息能发送延时消息，Looper读取到消息之后，怎么确定是立刻发送回去，还是隔多久发送回去？

我们上面分析完，好像并没有看到这个延时消息的问题啊，Looper的loop方法是，只要queue.next()返回给它消息了，它就直接发送回去了，没有什么延时。

MessageQueue读取消息：next()

重点就在这里queue.next()，读取消息。这里也是提升消息优先级的位置(同步屏障，异步消息)。

@UnsupportedAppUsage
    Message next() {
        
        final long ptr = mPtr;
        //通过注释翻译过来就是：loop已经退出了，或者应用正在尝试重启一个looper，就直接return null
        if (ptr == 0) {
            return null;
        }

        int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
        //下一次循环的时间，单位是：秒
        int nextPollTimeoutMillis = 0;
        //开始进入死循环去读取消息
        for (;;) {
            if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
                //不知道啥意思。
                Binder.flushPendingCommands();
            }
            //这是一个native方法，看名字，大概的意思应该就是循环一次，经过nextPollTimeoutMillis长的时间
            //就是底层C/C++经过这么长时间之后，触发一次循环
            nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
            
            synchronized (this) {
                // Try to retrieve the next message.  Return if found.
                final long now = SystemClock.uptimeMillis();
                Message prevMsg = null;
                Message msg = mMessages;
                //屏障消息的实质就是创建一条target为null的消息
                //看这里的if条件，正常的消息target不等于null，这里的判断是不会进入的。
                if (msg != null && msg.target == null) {
                    // Stalled by a barrier.  Find the next asynchronous message in the queue.
                    //再看这里的do...while循环，退出的条件是找到一条不为空的异步消息。
                    //msg.isAsynchronous():异步消息返回true，取反之后就是false，更前面&&，就是false，就退出do..while循环了
                    do {
                        prevMsg = msg;
                        msg = msg.next;
                    } while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
                }
                //消息不为空
                if (msg != null) {
                    //当前时间小于消息需要执行的时间，说明是延时消息。
                    if (now < msg.when) {
                        // Next message is not ready.  Set a timeout to wake up when it is ready.
                        //修改这个下次循环的时间，前面说的native调用的时间，就是根据这个变量判断的。
                        //时间就是消息执行的时间-系统开机时间=延时时间
                        nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
                    } else {
                        //否则就是一条实时消息，就是正常的赋值流程，返回这条消息给looper，然后发送出去
                        // Got a message.
                        mBlocked = false;
                        if (prevMsg != null) {
                            prevMsg.next = msg.next;
                        } else {
                            mMessages = msg.next;
                        }
                        msg.next = null;
                        if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
                        msg.markInUse();
                        return msg;
                    }
                } else {
                    //消息是空，就表示没有更多消息了
                    nextPollTimeoutMillis = -1;
                }
            
            ...
        
                
        }
    }

流程就是：

先判断looper有没有，系统有没有重启，如果重启了，looper没有，那就直接返回一个null对象，Looper接收到了一个null对象，会直接return
然后，判断是不是屏障消息(屏障消息消息的target等于null)，如果是屏障消息，就进行do..while循环，直到取出一条异步消息为止
正常的判断消息，是同步消息还是延时消息，同步消息立刻返回，延时消息，提醒底层多长时间之后再调用我

看到了吗？MessageQueue取消息的流程，通过msg的执行时间与当前系统的开机时间进行比较，延时消息就是判断了延时多长时间之后，告诉底层多长时间之后，你还要调用一次这个取消息的方法。这就是延时消息的实现。

如何提高消息的优先级？同步消息，屏障消息，异步消息

既然说到这里，我们就直接聊一下这个消息的优先级

ps：这里的异步消息，同步消息，并不是说多线程去处理消息。异步消息是有一个属性是true

//同步消息
Message msg = Message.obtain();
//异步消息，调用了一个setAsynchronous并且设置为true
Message msg = Message.obtain();
msg.setAsynchronous(true);

我们平时发消息是下面这个样子的：

Message msg1 = Message.obtain(handler,new Runnable(){

            @Override
            public void run() {
                Log.v("hcy","这是一条延时3秒的消息");
            }
        });
handler.sendMessageDelayed(msg1,3*1000);

Message msg = Message.obtain(handler, new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                Log.v("hcy","这是一条延时5秒的异步消息");
            }
        });
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP_MR1) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
handler.sendMessageDelayed(msg,5*1000);
Log.v("hcy","两条消息都发送完了");

上面就是new了两条消息，一条同步消息，一条异步消息，如果没有屏障消息的情况下，同步消息和异步消息是一样的，没啥区别。程序运行完，过三秒钟同步消息回调，再过两秒打印异步消息回调，上面消息的打印结果如下：

2021-11-21 08:53:10.363 29452-29452/com.haichenyi.myapplication V/hcy: 两条消息都发送完了
2021-11-21 08:53:13.366 29452-29452/com.haichenyi.myapplication V/hcy: 这是一条延时3秒的消息
2021-11-21 08:53:15.365 29452-29452/com.haichenyi.myapplication V/hcy: 这是一条延时5秒的异步消息

那么，什么是屏障消息呢？怎么实现呢？我们先说怎么实现的。

Message msg1 = Message.obtain(handler,new Runnable(){

    @Override
    public void run() {
        Log.v("hcy","这是一条延时3秒的消息");
    }
});
handler.sendMessageDelayed(msg1,3*1000);

Message msg = Message.obtain(handler, new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        Log.v("hcy","这是一条延时5秒的异步消息");
        //异步消息处理完移除消息屏障
        try {
            Class<?> msgQueue = Class.forName("android.os.MessageQueue");
            Method removeSyncBarrier = msgQueue.getDeclaredMethod("removeSyncBarrier", int.class);
            removeSyncBarrier.invoke(Looper.myQueue(),token);
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }

    }
});
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP_MR1) {
    msg.setAsynchronous(true);
}
handler.sendMessageDelayed(msg,5*1000);
try {
    //启动消息屏障
    Class<?> msgQueue = Class.forName("android.os.MessageQueue");
    Method postSyncBarrier = msgQueue.getDeclaredMethod("postSyncBarrier");
    token = (int) postSyncBarrier.invoke(Looper.myQueue());
}catch (Exception e){
    e.printStackTrace();
}
Log.v("hcy","两条消息都发送完了");

打印结果如下：

2021-11-21 09:05:36.915 29743-29743/com.haichenyi.myapplication V/hcy: 两条消息都发送完了
2021-11-21 09:05:41.922 29743-29743/com.haichenyi.myapplication V/hcy: 这是一条延时5秒的异步消息
2021-11-21 09:05:41.949 29743-29743/com.haichenyi.myapplication V/hcy: 这是一条延时3秒的消息

代码执行完之后，先是过了5秒回调了异步消息，然后立刻回调了同步消息，为什么呢？因为，同步消息是延时3秒执行呀，异步消息是延时5秒执行，因为加了消息屏障，会把异步消息的优先级提到同步消息的前面，所以，执行完异步消息，同步消息的执行时间早就过了，肯定要立刻执行呀。

说了这么多，那么，这个提升优先级是怎么实现的呢？透过现象去看本质。两段代码的区别，就是通过反射，执行了两个方法postSyncBarrier,removeSyncBarrier。其中还有一个带参数的方法。

//执行消息屏障
try {
    Class<?> msgQueue = Class.forName("android.os.MessageQueue");
    Method postSyncBarrier = msgQueue.getDeclaredMethod("postSyncBarrier");
    token = (int) postSyncBarrier.invoke(Looper.myQueue());
}catch (Exception e){
    e.printStackTrace();
}

//移除消息屏障
try {
    Class<?> msgQueue = Class.forName("android.os.MessageQueue");
    Method removeSyncBarrier = msgQueue.getDeclaredMethod("removeSyncBarrier", int.class);
    removeSyncBarrier.invoke(Looper.myQueue(),token);
}catch (Exception e){
    e.printStackTrace();
}

我们先来看看这个消息屏障的方法：

@UnsupportedAppUsage
@TestApi
//我们反射调用的是这个方法，它最终执行的是一个同样名字的带参的重载方法
public int postSyncBarrier() {
    return postSyncBarrier(SystemClock.uptimeMillis());
}

//最终执行到这里
private int postSyncBarrier(long when) {
//以来还是老规矩，加锁，防止多线程调用
    synchronized (this) {
        //token比较重要，是移除屏障的标记
        final int token = mNextBarrierToken++;
        //常规的msg的创建，msg执行的时间是系统的开机时间
        final Message msg = Message.obtain();
        msg.markInUse();
        msg.when = when;
        //把这个token值赋值给了msg的arg1变量
        msg.arg1 = token;
        //说白了，下面就是链表操作了，不停的移动指针
        //prev：上一条消息变量
        Message prev = null;
        //p：消息。
        //mMessages：这个变量眼熟不？我们前面消息从队列中取的时候就是那个next()方法，
        //在进入for循环里面，判断是否是屏障消息之前，是不是也同样是给一个成员变量赋值，赋值的值也是mMessages。
        Message p = mMessages;
        //执行时间不等于0，前面取的时候那三个条件，有一个时间等于0，就插进消息队首，这里我觉得也可以这样理解
        if (when != 0) {
            //这里是一个while循环，字面理解就是当前消息不等于null，当前消息的执行时间，小于屏障消息的执行时间，就继续循环。直到这两个条件不满足为止
            //结合上下文的意思就是，我执行这个屏障消息的时候，如果发现队列里面还有消息的执行时间在我这个屏障消息的前面，就继续让它先执行。
            while (p != null && p.when <= when) {
                //把当前消息赋值给变量prev
                prev = p;
                //把当前消息的下一条消息，赋值给p变量(当前消息变量)
                p = p.next;
                //继续while循环
            }
        }
        //经过上面的while循环之后，就找准了屏障消息该插入的为止了
        if (prev != null) {
        //如果prev不等于null，表示，消息队列里面还有需要在屏障消息前面执行的消息
        //队列就变成了：prev-屏障消息-当前消息
            msg.next = p;
            prev.next = msg;
        } else {
            //如果prev等于null，就表示消息队列里面没有需要在屏障消息执行前面执行的消息了
            //队列也就变成了：屏障消息-当前消息
            msg.next = p;
            mMessages = msg;
        }
        //返回这个token值。移除屏障消息的时候需要用到
        return token;
    }
}

上面这个执行消息屏障说的很清楚了吧？多看注释，多理解。

我们再来看看这个移除消息屏障

@UnsupportedAppUsage
@TestApi
public void removeSyncBarrier(int token) {
    //加锁
    synchronized (this) {
        //两个变量赋值
        Message prev = null;
        Message p = mMessages;
        //这个while循环，第一个条件：当前消息不等于null(当前消息队列还有消息)
        //第二个条件：当前消息得目的地不为空(我们屏障消息这里是等于空的，这里应该是为了判断其他地方调用这个方法)
        //然后就是第三个条件，我们传进来的token值，就是上面执行屏障消息时候的返回值，当时赋值给了arg1。这里比较，如果相同，那么，这条消息就是屏障消息
        //第二个条件和第三个条件是或的关系，满足一条就行。
        //屏障消息就要移除，链表的常规移除操作
        while (p != null && (p.target != null || p.arg1 != token)) {
            prev = p;
            p = p.next;
            //其实就是：原来是：上一条消息——屏障消息——下一条消息
            //变成了：上一条消息——下一条消息
        }
        //到这里就移除完了
        //上面while循环完，发现当前消息是空，说明消息队列中没有消息了，直接抛异常
        if (p == null) {
            throw new IllegalStateException("The specified message queue synchronization "
                        + " barrier token has not been posted or has already been removed.");
        }
        
        final boolean needWake;
        if (prev != null) {
            prev.next = p.next;
            needWake = false;
        } else {
            mMessages = p.next;
            needWake = mMessages == null || mMessages.target != null;
        }
        //消息回收
        p.recycleUnchecked();

        // If the loop is quitting then it is already awake.
        // We can assume mPtr != 0 when mQuitting is false.
        //native层的是否需要唤醒服务
        if (needWake && !mQuitting) {
            nativeWake(mPtr);
        }
    }
}

总结一下这个提升消息优先级的方式就是：把你想发送的消息定义view异步消息发送，光这样还不行，还要发送一条屏障消息，具体流程：

往消息队列里面插入一条target为null的消息
MessageQueue.next()方法读取的时候，会先判断这条消息是不是屏障消息，如果是，他就会执行do..while循环，直到找到一条异步消息为止。
MessageQueue拿到消息之后，正常的取消息流程
在你执行完这条异步消息之后，记得要移除屏障消息，不然所有的异步消息都在同步消息前面执行。

其实有个更简单的方法，handler发消息的api都给出来了

//发送消息到队列前面
handler.sendMessageAtFrontOfQueue(msg1);

经过上面的整个流程之后，最后一个问题就比较简单了，自己看一下源码吧，我给出结论:

Looper.prepare():给当前线程创建Looper，MessageQueue的过程，这个MessageQueue是可退出的

Looper.loop():从头到尾都在说loop()，循环读取消息。

handler知识点总结

总结一下handler的东西：整理了一个流程图：

handler知识点.png