Android同步屏障机制sync barrier实例应用详解
低调函数 人气:0一、概述
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。
二、系统应用
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顿而导致掉帧。
- 申请VSYNC信号前加入屏障,保证被优先执行
- 这里的handler就是主线程的handler
void scheduleTraversals() { if (!mTraversalScheduled) { mTraversalScheduled = true; //设置同步障碍,确保mTraversalRunnable优先被执行 mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier(); //内部持有Handler关联主looper, 然后通过Handler发送了一个异步消息到主线程messageQueue 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)
当等待到一个VSYNC的信号后,回调callback里的mTraversalRunnable任务
自己被执行了才移除屏障,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; } } }
三、源码实现
3.1 Message分类
Handler中的Message可以分为两类:同步消息、异步消息。消息类型可以通过以下函数得知
//Message.java public boolean isAsynchronous() { return (flags & FLAG_ASYNCHRONOUS) != 0; }
一般情况下这两种消息的处理方式没什么区别,只有在设置了同步屏障时才会出现差异。
3.2 MessageQueue的特殊处理
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; } }
该函数仅仅是创建了一个Message对象并加入到了消息链表中。乍一看好像没什么特别的,但是这里面有一个很大的不同点是该Message没有target, 这也就意味着被looper取出后不经过handler执行。
postSyncBarrier创建的空消息和普通消息的差异:没有targer:Handler
我们通常都是通过Handler发送消息的,Handler中发送消息的函数有post***、sendEmptyMessage以及sendMessage等函数,而这些函数最终都会调用enqueueMessage函数:可以看到enqueueMessage为msg设置了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中转发给Handler处理:
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); } }
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)
很好理解:屏障只是为了后续加入的异步信息,如果没有信息就不需要唤醒线程,有信息自然就会走enqueueMessage唤醒
3.2.2 MessageQueue.next
获取消息队列里的消息
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循环遍历消息链表 // 跳出循环时,msg指向离表头最近的一个“非同步消息”,没有就会为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) { //将msg从消息链表中移除 prevMsg.next = msg.next; } else { mMessages = msg.next; } msg.next = null; if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg); msg.markInUse(); //返回异步消息 return msg; } } else { // No more messages. nextPollTimeoutMillis = -1; } //... } //... } }
- 当设置了同步屏障之后,next函数将会忽略所有的同步消息,返回异步消息。
- 也就是说,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,此时该屏障一直存在在消息队列头部
换句话说就是,设置了同步屏障SyncBarrier之后,Handler只会处理isAsynchronous异步消息。
再换句话说,同步屏障为Handler消息机制增加了一种简单的优先级机制,异步消息的优先级要高于同步消息。
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
3.3 Handler发送异步信息
如何发送异步消息
通常我们使用Handler发消息时,这些消息都是同步消息,如果我们想发送异步消息,那么在创建Handler时使用以下构造函数中的其中一种(async传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); }
然后通过该Handler发送的所有消息都会变成异步消息
四、总结
- 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;
- 被 Message : p.target ==null的被标记为屏障消息。
- 被setAsynchronous(true) 为异步消息 ;
- 当我们利用handler 发送消息的时候,根据Handler的属性判断是否发送异步信息: 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;
- postSyncBarrier 不会唤醒线程, removeSyncBarrier 会唤醒线程(当队列里面有消息时);
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