深入浅出安卓Handler内存屏障
一、什么是内存屏障?------消息队列的交警
想象Handler的消息队列是一条马路:
- 普通消息:像小轿车,按顺序行驶
- 同步屏障:像交警,拦住所有小轿车
- 异步消息:像救护车,即使有交警也能通行
内存屏障就是Handler机制中用来控制消息优先级的特殊机制。
二、Handler消息处理基本流程
普通消息处理流程
发送消息 → 加入队列 → Looper取出 → 按顺序处理
加入屏障后的流程
设置屏障 → 普通消息被拦截 → 只处理异步消息 → 移除屏障 → 恢复正常
三、内存屏障核心原理
1. 屏障消息的特点
java
// 创建屏障消息(API隐藏,需反射调用)
Message barrier = Message.obtain();
barrier.setAsynchronous(true); // 实际屏障消息是特殊异步消息
2. 消息队列中的存储结构
css
消息队列链表结构:
[普通消息] -> [屏障消息] -> [普通消息] -> [异步消息]
↑
屏障在此拦截后续普通消息
3. 关键处理逻辑
java
// 简化版的消息取出逻辑
Message next() {
for (;;) {
// 遇到屏障时,跳过后续普通消息
if (msg != null && msg.target == null) {
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
// 返回找到的异步消息
if (msg != null) {
return msg;
}
}
}
四、内存屏障的典型应用场景
1. 界面绘制优化(VSYNC信号)
java
// Choreographer中使用屏障保证绘制优先
void scheduleFrameLocked() {
// 插入屏障
mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
// 发送异步的绘制消息
mHandler.postAtTime(mFrameTask, SystemClock.uptimeMillis(), true);
}
2. 动画优先处理
java
// 让动画消息优先执行
handler.postAtTime(animationTask, time, true); // 异步消息
// 需要时插入屏障
MessageQueue queue = handler.getLooper().getQueue();
int token = queue.postSyncBarrier();
3. 紧急事件处理
java
// 处理紧急网络响应
void onUrgentResponse() {
// 临时插入屏障
int token = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
// 发送异步处理消息
mHandler.postAtTime(urgentTask, SystemClock.uptimeMillis(), true);
// 处理完成后移除屏障
mHandler.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(token);
}
五、内存屏障的实现细节
1. 屏障消息的特殊标记
cpp
// Native层MessageQueue.cpp
void MessageQueue::postSyncBarrier() {
mBarrierToken++; // 生成唯一token
Message msg = obtainMessage();
msg.what = MessageQueue::MSG_SYNC_BARRIER;
msg.arg1 = mBarrierToken;
msg.setAsynchronous(true); // 关键设置
enqueueMessage(msg);
}
2. 消息处理的性能影响
场景 | 性能影响 | 原因 |
---|---|---|
无屏障 | O(1) | 直接取队头消息 |
有屏障 | O(n) | 需要遍历找异步消息 |
屏障+异步消息多 | O(1) | 容易找到异步消息 |
3. 屏障的自动移除机制
java
// 处理完异步消息后检查
void removeSyncBarrierIfNeeded() {
if (mBarrierToken != 0 && !hasMessages(MSG_SYNC_BARRIER)) {
mBarrierToken = 0;
}
}
六、使用注意事项
1. 正确使用姿势
java
// 标准使用流程
MessageQueue queue = handler.getLooper().getQueue();
int token = queue.postSyncBarrier(); // 1. 插入屏障
handler.postAtTime(task, time, true); // 2. 发送异步消息
queue.removeSyncBarrier(token); // 3. 记得移除屏障
2. 常见问题排查
问题 :屏障未移除导致消息积压 解决 :用dumpsys activity handlers
检查
问题 :异步消息未执行 解决 :确认消息设置了setAsynchronous(true)
3. 兼容性注意
- 屏障API在Android 4.1+才稳定
- 反射调用需要注意版本适配
java
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) {
// 使用正式API
} else {
// 反射调用
}
七、内存屏障与其他机制的对比
机制 | 控制粒度 | 适用场景 | 性能影响 |
---|---|---|---|
消息屏障 | 消息级别 | 临时优先级调整 | 中等 |
HandlerThread | 线程级别 | 长期后台任务 | 较高 |
消息优先级 | 单个消息 | 简单顺序调整 | 低 |
八、总结
Handler内存屏障三大要点:
- 特殊交警:拦住普通消息,放行异步消息
- 临时管制:用完必须移除,否则会阻塞队列
- 性能代价:会增加消息检索时间
使用口诀:
- 设置屏障要配对(有插入就要有移除)
- 异步消息要标记(setAsynchronous(true))
- 监控队列防积压(定期dump检查)
掌握内存屏障,你的Handler就能像交警一样灵活调度消息优先级!