Android同步屏障機(jī)制sync barrier實(shí)例應(yīng)用詳解
一、概述
簡(jiǎn)單理解為 異步消息插隊(duì)并優(yōu)先執(zhí)行。
場(chǎng)景:排隊(duì)買(mǎi)票
- 先來(lái)了一個(gè)普通用戶來(lái)排隊(duì),買(mǎi)完票走了。
- 后面又來(lái)了一個(gè)VIP用戶A來(lái)買(mǎi)票 就一直站在賣(mài)窗口這里 也不走(ps:添加屏障 )
- 緊接者又來(lái)了一個(gè)普通用戶C,再后面又來(lái)了VIP用戶B
- VIP A 對(duì)VIP B 說(shuō),哥們不要排隊(duì)直接來(lái)窗口買(mǎi)票,VIP B買(mǎi)完票走了,VIP A 被 某個(gè)哥們叫走了(移除屏障)
- 這個(gè)時(shí)候終于輪到普通用戶C買(mǎi)票了。
二、系統(tǒng)應(yīng)用
簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)就是優(yōu)于事件回調(diào)執(zhí)行,為了做一些優(yōu)先級(jí)更高的操作 比如 視圖刷新。
當(dāng)一個(gè)Handler消息來(lái)時(shí) 會(huì)優(yōu)先于執(zhí)行同步屏障消息事件。
以便系統(tǒng)底層可以做一些比上層業(yè)務(wù)更加重要的消息事件 ,所以 這個(gè)方法 被注解成hide 也是系統(tǒng)給自己開(kāi)了一道后門(mén)。不然的話把方法公開(kāi)給應(yīng)用去使用,那么很可能把系統(tǒng)卡頓而導(dǎo)致掉幀。
- 申請(qǐng)VSYNC信號(hào)前加入屏障,保證被優(yōu)先執(zhí)行
- 這里的handler就是主線程的handler
void scheduleTraversals() { if (!mTraversalScheduled) { mTraversalScheduled = true; //設(shè)置同步障礙,確保mTraversalRunnable優(yōu)先被執(zhí)行 mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier(); //內(nèi)部持有Handler關(guān)聯(lián)主looper, 然后通過(guò)Handler發(fā)送了一個(gè)異步消息到主線程messageQueue mChoreographer.postCallback( Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null); 。。。。 } }
以上說(shuō)明申請(qǐng)VSYNC信號(hào)非常重要,如果申請(qǐng)VSYNC不及時(shí)會(huì)造成屏幕不流暢卡頓現(xiàn)象,所以說(shuō)Android是不允許在主線程做耗時(shí)操作的一個(gè)重要原因,因?yàn)楫?dāng)前一個(gè)消息正在onHandlerMesage中(main)做耗時(shí)操作,那么VSYNC申請(qǐng)會(huì)處于一個(gè)等待狀態(tài) 造成屏幕無(wú)法在16.6ms內(nèi)刷新(一般來(lái)說(shuō)屏幕刷新頻率 主流為60Hz ,也就是16.6ms刷新一次)
當(dāng)?shù)却揭粋€(gè)VSYNC的信號(hào)后,回調(diào)callback里的mTraversalRunnable任務(wù)
自己被執(zhí)行了才移除屏障,進(jìn)行View的繪制流程
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; } } }
三、源碼實(shí)現(xiàn)
3.1 Message分類(lèi)
Handler中的Message可以分為兩類(lèi):同步消息、異步消息。消息類(lèi)型可以通過(guò)以下函數(shù)得知
//Message.java public boolean isAsynchronous() { return (flags & FLAG_ASYNCHRONOUS) != 0; }
一般情況下這兩種消息的處理方式?jīng)]什么區(qū)別,只有在設(shè)置了同步屏障時(shí)才會(huì)出現(xiàn)差異。
3.2 MessageQueue的特殊處理
3.2.1 MessageQueue.postSyncBarrier
private int postSyncBarrier(long when) { // Enqueue a new sync barrier token. // We don't need to wake the queue because the purpose of a barrier is to stall it. synchronized (this) { final int token = mNextBarrierToken++; final Message msg = Message.obtain(); msg.markInUse(); msg.when = when; msg.arg1 = token; Message prev = null; Message p = mMessages; if (when != 0) { while (p != null && p.when <= when) { prev = p; p = p.next; } } if (prev != null) { // invariant: p == prev.next msg.next = p; prev.next = msg; } else { msg.next = p; mMessages = msg; } return token; } }
該函數(shù)僅僅是創(chuàng)建了一個(gè)Message對(duì)象并加入到了消息鏈表中。乍一看好像沒(méi)什么特別的,但是這里面有一個(gè)很大的不同點(diǎn)是該Message沒(méi)有target, 這也就意味著被looper取出后不經(jīng)過(guò)handler執(zhí)行。
postSyncBarrier創(chuàng)建的空消息和普通消息的差異:沒(méi)有targer:Handler
我們通常都是通過(guò)Handler發(fā)送消息的,Handler中發(fā)送消息的函數(shù)有post***、sendEmptyMessage以及sendMessage等函數(shù),而這些函數(shù)最終都會(huì)調(diào)用enqueueMessage函數(shù):可以看到enqueueMessage為msg設(shè)置了target字段
//Handler.java private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) { msg.target = this; //... return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis); }
然后在looper中轉(zhuǎn)發(fā)給Handler處理:
public static void loop() { final Looper me = myLooper(); final MessageQueue queue = me.mQueue; for (;;) { //取出消息,沒(méi)有消息則阻塞 Message msg = queue.next(); msg.target.dispatchMessage(msg); } }
注意的是 添加消息屏障并沒(méi)有調(diào)用 nativeWake(mPtr) 來(lái)喚醒線程。
而通過(guò)enqueueMessage 消息是有去調(diào)用nativeWake(mPtr) 來(lái)喚醒線程的。(ps:當(dāng)主線程阻塞狀態(tài) 才會(huì)觸發(fā)nativeWake)
很好理解:屏障只是為了后續(xù)加入的異步信息,如果沒(méi)有信息就不需要喚醒線程,有信息自然就會(huì)走enqueueMessage喚醒
3.2.2 MessageQueue.next
獲取消息隊(duì)列里的消息
Message next() { //... int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration int nextPollTimeoutMillis = 0; for (;;) { //... synchronized (this) { // Try to retrieve the next message. Return if found. final long now = SystemClock.uptimeMillis(); Message prevMsg = null; Message msg = mMessages; if (msg != null && msg.target == null) {//碰到同步屏障,target==null // Stalled by a barrier. Find the next asynchronous message in the queue. // do while循環(huán)遍歷消息鏈表 // 跳出循環(huán)時(shí),msg指向離表頭最近的一個(gè)“非同步消息”,沒(méi)有就會(huì)為null do { prevMsg = msg; msg = msg.next; } while (msg != null && !msg.isAsynchronous()); } if (msg != null) { if (now < msg.when) { //... } else { // Got a message. mBlocked = false; if (prevMsg != null) { //將msg從消息鏈表中移除 prevMsg.next = msg.next; } else { mMessages = msg.next; } msg.next = null; if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg); msg.markInUse(); //返回異步消息 return msg; } } else { // No more messages. nextPollTimeoutMillis = -1; } //... } //... } }
- 當(dāng)設(shè)置了同步屏障之后,next函數(shù)將會(huì)忽略所有的同步消息,返回異步消息。
- 也就是說(shuō),如果第一條消息就是屏障,那么就往后遍歷 看看有沒(méi)有異步消息
- 有 :再看離這個(gè)消息觸發(fā) 還有多久,設(shè)置一個(gè)超時(shí)繼續(xù)休眠
- 沒(méi)有:就繼續(xù)休眠,等待被別人喚醒,此時(shí)該屏障一直存在在消息隊(duì)列頭部
換句話說(shuō)就是,設(shè)置了同步屏障SyncBarrier之后,Handler只會(huì)處理isAsynchronous異步消息。
再換句話說(shuō),同步屏障為Handler消息機(jī)制增加了一種簡(jiǎn)單的優(yōu)先級(jí)機(jī)制,異步消息的優(yōu)先級(jí)要高于同步消息。
3.2.3 MessageQueue.removeSyncBarrier移除屏障
public void removeSyncBarrier(int token) { // Remove a sync barrier token from the queue. //....省略.......移除隊(duì)列中barrier的token消息 //喚醒線程 if (needWake && !mQuitting) { nativeWake(mPtr); } } }
移除一個(gè)消息屏障,做了以下幾件事:
1.移除次序列號(hào)的token消息
2.如果主線程是阻塞狀態(tài),則喚醒線程
3.3 Handler發(fā)送異步信息
如何發(fā)送異步消息
通常我們使用Handler發(fā)消息時(shí),這些消息都是同步消息,如果我們想發(fā)送異步消息,那么在創(chuàng)建Handler時(shí)使用以下構(gòu)造函數(shù)中的其中一種(async傳true)
public Handler(boolean async); public Handler(Callback callback, boolean async); public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async); private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) { msg.target = this; //target 是不會(huì)為null的 if (mAsynchronous) {// 默認(rèn)為false ,消息默認(rèn)是被標(biāo)記為同步(普通)消息 msg.setAsynchronous(true); } return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis); }
然后通過(guò)該Handler發(fā)送的所有消息都會(huì)變成異步消息
四、總結(jié)
- 一般屏障是和異步 是一起配合使用的,直到調(diào)用removeSyncBarrier 那么后面的普通消息才有機(jī)會(huì)執(zhí)行;
- 被 Message : p.target ==null的被標(biāo)記為屏障消息。
- 被setAsynchronous(true) 為異步消息 ;
- 當(dāng)我們利用handler 發(fā)送消息的時(shí)候,根據(jù)Handler的屬性判斷是否發(fā)送異步信息: Handler:postSyncBarrier 和 removeSyncBarrier 方法都是被@hide ,是無(wú)法直接調(diào)用的,需通過(guò)反射來(lái)使用;
- postSyncBarrier 不會(huì)喚醒線程, removeSyncBarrier 會(huì)喚醒線程(當(dāng)隊(duì)列里面有消息時(shí));
到此這篇關(guān)于Android同步屏障機(jī)制sync barrier實(shí)例應(yīng)用詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Android sync barrier內(nèi)容請(qǐng)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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