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和小张聊完了handler底层原理后,我跟小张说:你现在知道Android的UI线程是通过事件来驱动的了吧,有消息来才干活,不然就睡大觉。
小张点了点头,道:通过刚才的了解,我对事件驱动模型的概念理解更为深刻了。
我接着说:恩,其实目前大部分的UI编程都是基于事件驱动模型实现的。
对刚才的话题做了总结后,我又转换了话题问小张:你平时使用handler发送message都有哪些方法啊?
小张答道:一般用sendMessage(msg),如果希望延时执行的话,就用postDelay(runnable, delayMillis)。
我接着又问:那你有没有想过postDelay是如何实现的?
小张不假思索地回答道:这个应该就是设置一个定时器就可以实现了。
我:你了解过这块儿的源码吗?
小张:那倒没有,觉得这块儿没有啥好了解的啊,很符合使用直觉啊。
作为一名优秀的面试官,我打算开始把此题变为系统设计题。
于是便问道:如果你是这个方法的实现者,你有2个选择:
一种是为此设置一个定时器,等时间到了,然后再发送包装此runnable的message到message queue里去。
另一种是把延迟执行的时间设置到message.when属性里,不用等,然后直接交给message queue来处理,你选择哪种实现呢?
小张听后,由于以前从未思考过这个看似很不起眼的方法,一时之间难以抉择,于是便索性蒙了一个:我选择第二种实现方式。
我紧接着就问道:为什么不选择第一种呢,按理来说,第一种也可以啊?
小张不知哪里来的灵感,说道:如果选择第一种的话,如果发送N个延时消息就要设置N个定时器,对于系统消耗比较大,而第二种不需要,并且还很轻量级。
我:嗯,很有道理哈,那你能否结合我们刚刚聊到的消息唤醒机制,按照第二种思路设计一下具体的实现呢?
为了不给小张压力,就说道:不用急,你先慢慢思考就好。
过了好一会儿,小张终于开口了:哦,我大概知道了!
之前说过android的消息机制是靠enqueueMessage(msg)先使message入链表,然后通过向管道写入”W”来唤醒线程获取此message进行处理的。
那么我们可以这样,在把message插进链表时,保证链表中的message按时间排序,头部的时间最小,链表尾的时间最大,当唤醒之后,只拿表头的message,然后比较一下其message.when是否到了该执行的时间,如果还未到,说明整个链表的message都有延迟,于是就继续阻塞,同时设置表头message待执行的定时器,到时候自我唤醒,那么唤醒之后必然可以立即返回此message给looper处理。
我听后很高兴,说明小张对于之前的消息机制基本理解了,而且系统设计能力也不错。但是作为一个完整的系统,还没结束,还要考虑到全面的场景。
于是鼓励地说道:嗯,非常不错,源码里的确有nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis)这样的阻塞和延时唤醒机制。那如果在延时唤醒的过程中,又来了一个立即执行的message又该如何呢?
小张这次稍加思考,便回答道:还是可以按照消息机制原理刚才的设计思路,立即执行的消息同样也会先入链表,然后唤醒线程获取表头message,看是否到了执行时间。由于立即执行的消息其实是一个延时为0的message,在一个延迟的链表中,必然会放入表头,而且是无延迟的,所以会立即取出返回给loop去执行了,loop处理完消息,继续来拿表头的message,如此这样下去…
我笑着说道:嗯,没错,你这个设计很接近android的源码实现了。但是这里面你觉得有没有可以优化的点呢?比如是否需要每次enqueueMessage都需要唤醒线程呢?
小张这次陷入了沉思…
我便提示道:当整个链表都是延迟执行的message时,如果此时插入的message也是延时执行的,是否一定要唤醒呢?
小张恍然大悟:哦…!如果插入的message并非插入表头,说明拿的下一个message也不是自己,完全可以让线程继续休眠,没有必要唤醒,因为此时的定时器到期唤醒后拿到的正是待返回和执行的表头message。
我点了点头表示肯定,说道:是的,源码实现的设计正是如此!来,我们最后总结一下整个消息机制的基本原理:
1). 消息是通过enqueueMessage(msg)方法插入消息链表中的,并且按照message.when排序,链表头的延迟时间小,尾部延迟时间最大
2). Looper.loop()通过MessageQueue中的next()去取消息
3). next()中如果当前链表头部的message是延迟消息,则根据延迟时间进行消息队列会阻塞,不返回给Looper message,并设置定时唤醒,唤醒后,返回message给looper处理
4). 如果在looper处于休眠中(要么链表为空,要么整个链表均为延时message),此时若有新的消息插入到链表头部则直接唤醒线程,looper继续判断步骤3)
5). 最终Looper将表头message交给handler中的handleMessage处理,然后继续调用MessageQueue的next()方法,如果刚刚的延迟消息还是时间未到,则计算时间继续阻塞
小张啧啧道:没想到一个毫不起眼的postDelay()方法背后蕴含着如此精美的设计,佩服佩服啊。
我又说道:虽然弄清楚了,但是总结起来的东西越多说明越没有抓住核心,能否用简短的一句话概括呢?
小张仔细想了想说:纵观5条,其实最核心的就是一句话:只有当表头来了新消息,才会唤醒loop来获取,message要么立即执行,要么loop刷新自我唤醒的定时器继续睡眠。
我说道:嗯,对的,你抓住了问题的本质和关键,这样以后回想这句话来,就能迅速把握住知识点。
一切从android的handler说起(一)之message
一切从android的handler说起(二)之threadLocal
一切从android的handler说起(三)之UI线程不卡顿
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