Android同步屏障機(jī)制sync barrier實(shí)例應(yīng)用詳解
一、概述
簡單理解為 異步消息插隊(duì)并優(yōu)先執(zhí)行。
場景:排隊(duì)買票
- 先來了一個(gè)普通用戶來排隊(duì),買完票走了。
- 后面又來了一個(gè)VIP用戶A來買票 就一直站在賣窗口這里 也不走(ps:添加屏障 )
- 緊接者又來了一個(gè)普通用戶C,再后面又來了VIP用戶B
- VIP A 對VIP B 說,哥們不要排隊(duì)直接來窗口買票,VIP B買完票走了,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買票了。
二、系統(tǒng)應(yīng)用
簡單的來說就是優(yōu)于事件回調(diào)執(zhí)行,為了做一些優(yōu)先級更高的操作 比如 視圖刷新。
當(dāng)一個(gè)Handler消息來時(shí) 會優(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)給自己開了一道后門。不然的話把方法公開給應(yīng)用去使用,那么很可能把系統(tǒng)卡頓而導(dǎo)致掉幀。
- 申請VSYNC信號前加入屏障,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);
。。。。
}
}
以上說明申請VSYNC信號非常重要,如果申請VSYNC不及時(shí)會造成屏幕不流暢卡頓現(xiàn)象,所以說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申請會處于一個(gè)等待狀態(tài) 造成屏幕無法在16.6ms內(nèi)刷新(一般來說屏幕刷新頻率 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
Handler中的Message可以分為兩類:同步消息、異步消息。消息類型可以通過以下函數(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對象并加入到了消息鏈表中。乍一看好像沒什么特別的,但是這里面有一個(gè)很大的不同點(diǎn)是該Message沒有target, 這也就意味著被looper取出后不經(jīng)過handler執(zhí)行。
postSyncBarrier創(chuàng)建的空消息和普通消息的差異:沒有targer:Handler
我們通常都是通過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 添加消息屏障并沒有調(diào)用 nativeWake(mPtr) 來喚醒線程。
而通過enqueueMessage 消息是有去調(diào)用nativeWake(mPtr) 來喚醒線程的。(ps:當(dāng)主線程阻塞狀態(tài) 才會觸發(fā)nativeWake)
很好理解:屏障只是為了后續(xù)加入的異步信息,如果沒有信息就不需要喚醒線程,有信息自然就會走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”,沒有就會為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)將會忽略所有的同步消息,返回異步消息。
- 也就是說,如果第一條消息就是屏障,那么就往后遍歷 看看有沒有異步消息
- 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
換句話說就是,設(shè)置了同步屏障SyncBarrier之后,Handler只會處理isAsynchronous異步消息。
再換句話說,同步屏障為Handler消息機(jī)制增加了一種簡單的優(yōu)先級機(jī)制,異步消息的優(yōu)先級要高于同步消息。
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);
}
然后通過該Handler發(fā)送的所有消息都會變成異步消息
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 ,是無法直接調(diào)用的,需通過反射來使用;
- postSyncBarrier 不會喚醒線程, removeSyncBarrier 會喚醒線程(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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