わかりやすいAndroidメッセージメカニズム分析

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最近はHandler関連のものがよく使われています.ソースコードをひっくり返して、まとめて振り返るのが便利です.
AndroidメッセージメカニズムはAndroidのhandlerメカニズムです.
まずなぜhandlerを使うのですか?
サブスレッドはuiを操作できないため、uiを操作するメッセージをプライマリスレッドに伝え、プライマリスレッドが必要に応じてuiを更新し、操作が安全でないことを避ける必要があります.

Handlerの重要な構成部分:Handler Looper Messagequeue通信の橋渡しであるHandler Looper Messagequeue.
Handlerはメッセージプロセッサです.MessageQueueはメッセージキューです.Looperはメッセージループです.
重要な方法:
Looper.prepare():現在のスレッドにlooperを作成します.この方法の内部では,ThreadLocalを用いて実現する.new Looper()をThreadLocalに保存します.Looperの構築方法でメッセージキューが作成されました.対応するThreadを取得した.
Looper.loop();メッセージループを開き、Activity Threadで自動的にメッセージループを開きます.
Looper.myLooper():現在のスレッドのlooperを取得
looper.mQueue:looper対応メッセージキュー.
handlerの構造方法では、looperとmessagequeueを先に取得する.handlerとlooperとmessageの関連を実現した.次のようになります.

public Handler(Callback callback, boolean async) {
        if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
            final Class extends Handler> klass = getClass();
            if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
                    (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
                Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
                    klass.getCanonicalName());
            }
        }

        mLooper = Looper.myLooper();
        if (mLooper == null) {
            throw new RuntimeException(
                "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
        }
        mQueue = mLooper.mQueue;
        mCallback = callback;
        mAsynchronous = async;
    }

メッセージメカニズムの理解は以下の3つの部分に分けることができる.
1、メッセージの挿入
2、メッセージの循環
3、メッセージの処理

1メッセージ配信とエンキュー
メッセージ・メッセージ・メカニズムを理解する前に、メッセージの取得について説明します.通常、直接new Messageではなくobtainを使用してメッセージの取得を推奨しますが、元はobtainメソッドを使用してメッセージ多重化を実現することができ、メッセージプールが使用されています.コードは次のとおりです.

/**
 * Return a new Message instance from the global pool. Allows us to
 * avoid allocating new objects in many cases.
 */
public static Message obtain() {
    synchronized (sPoolSync) {
        if (sPool != null) {
            Message m = sPool;
            sPool = m.next;
            m.next = null;
            m.flags = 0; // clear in-use flag
            sPoolSize--;
            return m;
        }
    }
    return new Message();
}

次に本題に入ります.私たちは通常sendMessageメソッドを使用してhandlerのメッセージ送信を行います(他のsendEmptyMessage、postなど、大同小異ですが、情報をパッケージ化し、最終的に呼び出す方法は同じです).ここではまずsendMessageを例に、後にpostの操作をついで説明します.
あまり話さないで、ソースコードをつけて、中に追加された注釈に注意してください.

public final boolean sendMessage(Message msg)
{
    return sendMessageDelayed(msg, 0);
}

public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
    if (delayMillis < 0) {
        delayMillis = 0;
    }
    return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}

public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
    MessageQueue queue = mQueue;
    if (queue == null) {
        RuntimeException e = new RuntimeException(
                this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
        Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
        return false;
    }
    //              
    return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}

ここからメッセージ送信は最終的にメッセージエンキューを呼び出す方法であり,メッセージキューmQueueにメッセージキューを配置し,このメッセージキューはlooperを用いる.mQueueは取り出し、looperはHandler対応のメッセージループであり、作成時に対応するメッセージキューが作成されます.簡単ではないでしょうか.メッセージを送信するのはメッセージをエンキューすることです.どうやって入隊しますか?歩き続けます...

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
    ....      
    synchronized (this) {
        ...

        msg.markInUse();
        msg.when = when;
        Message p = mMessages;
        boolean needWake;
        if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
            // New head, wake up the event queue if blocked.
            //           ，             ，      ，        ，    ，       
            msg.next = p;
            mMessages = msg;
            needWake = mBlocked;
        } else {
            // Inserted within the middle of the queue.  Usually we don't have to wake
            // up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
            // and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
            needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
            Message prev;
            //  for             
            for (;;) {
                prev = p;
                p = p.next;
                if (p == null || when < p.when) {
                    break;
                }
                if (needWake && p.isAsynchronous()) {
                    needWake = false;
                }
            }
            msg.next = p; // invariant: p == prev.next
            prev.next = msg;
        }

        // We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
        if (needWake) {
            nativeWake(mPtr);
        }
    }
    return true;
}

メソッドでは重要ではないと思うコードを省略し,主に重点内容に注目する.関連する注釈はすでにコードに追加されており、メッセージのエンキューは簡単で、主に時間の対比を通じて、メッセージが必要とする時点に従ってキューの対応する位置に挿入されていることがわかります.奥の10.注目すべき点は、メッセージループがブロック状態にあるかどうかを示すnativeWakeをnative呼び出しによってブロックされたメソッドを呼び出す方法である.ifブランチでは、メッセージがキューヘッダに挿入され、ブロックされた状態であればneedWakeがmBloacked(true)とマークされます.elseブランチの場合、キューの中央に挿入するには、needWakeとpが非同期であるかどうかを使用して、needWakeをtrueとしてマークするかどうかを決定する必要があります.前に非同期メッセージがある場合は、前の非同期メッセージが挿入されたときにマークされているため、今回の挿入では起動操作は必要ありません.最後にneedWakeの値に基づいてnativeWakeメソッドを呼び出すかどうかを確認します.このメソッドの役割は、起動操作を行い、ブロックされたメッセージ取得プロセスを起動することです.
キューを挿入したメッセージは誰が処理しますか?答えはLooper、メッセージループです.キューからメッセージを取り出して処理すると,メッセージを1つのコンベアとして想像できるが,MessageQueueはコンベア,handlerはメッセージを上に置き,Looperは取り外して処理する.Looperはloopメソッドによってメッセージを取得し、コアソースは以下の通りである.

/**
 * Run the message queue in this thread. Be sure to call
 * {@link #quit()} to end the loop.
 */
public static void loop() {
    final Looper me = myLooper();
    ...
    final MessageQueue queue = me.mQueue;

    // Make sure the identity of this thread is that of the local process,
    // and keep track of what that identity token actually is.
    Binder.clearCallingIdentity();
    final long ident = Binder.clearCallingIdentity();

    for (;;) {
        //next            ，       
        Message msg = queue.next(); // might block
        if (msg == null) {
            // No message indicates that the message queue is quitting.
            return;
        }
        
        ...
        try {
            msg.target.dispatchMessage(msg);
            end = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
        } finally {
            if (traceTag != 0) {
                Trace.traceEnd(traceTag);
            }
        }
    }

loopメソッドでは、主な機能を実現するコードブロックは、キューからメッセージを絶えず取得するための無限forループ動作である.メッセージの取得はMessageQueueのnextメソッドによって実現される.この方法はブロック方法であり、この方法で取得されたmessageは通常nullではなく、nullの場合、loopメソッドreturnである.nextメソッドのコアソースコードは以下の通りである.

Message next() {
    // Return here if the message loop has already quit and been disposed.
    // This can happen if the application tries to restart a looper after quit
    // which is not supported.
    final long ptr = mPtr;
    if (ptr == 0) {
        return null;
    }

    int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
    int nextPollTimeoutMillis = 0;
    for (;;) {
        if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
            Binder.flushPendingCommands();
        }
        //         natvie      ，  nextPollTimeoutMillis==1,     
        nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);

        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) {
                // Stalled by a barrier.  Find the next asynchronous message in the queue.
                //                  ，               
                do {
                    prevMsg = msg;
                    msg = msg.next;
                } while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
            }
            //           
            if (msg != null) {
                if (now < msg.when) {
                    // Next message is not ready.  Set a timeout to wake up when it is ready.
                    nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
                } else {
                    // Got a message.
                    mBlocked = false;
                    if (prevMsg != null) {
                        prevMsg.next = msg.next;
                    } else {
                        mMessages = msg.next;
                    }
                    msg.next = null;
                    if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
                    msg.markInUse();
                    return msg;
                }
            } else {
                // No more messages.
                nextPollTimeoutMillis = -1;
            }

                ...    
    }
}

nextメソッドは少し長いので、主にその中の注釈部分を見ます.ここには2つのキーがあります.nextPollTimeoutMillis変数とnativePollOnceメソッドです.nextPollTimeoutMillis変数は時間タグ量です.nativePollOnceのパラメータです.このメソッドでは、nextPollTimeoutMillisの値が-1の場合、ブロックされます.-1でない場合、通常は下に進みます.本当にメッセージを取得する場所はsynchronizedコードブロックであり、ここではまずwhileループを通じて処理する非同期メッセージを見つける.ここでは同期バリアメカニズムに関し,単純に理解すると,非同期メッセージの優先処理を保証するために同期バリアが挿入され,同期バリアメッセージの特徴はtargeがnullであることであり,これによりwhileサイクルで異歩メッセージが見つかるまで後を絶たず探索し,取り出す.次の2つのケースがあります.
1、メッセージが入手された場合、現在の時間とメッセージ内の時間情報を比較する必要があります.現在の時間がメッセージが実行する時点に達していない場合は、変数nextPollTimeoutMillisに時間差を直接使用して割り当てます.時間がメッセージ実行の要件を満たすまで.elseブランチで、キューからメッセージを取り出します.Looperに戻ります.
2、受け取ったメッセージはnullで、キューに非同期メッセージがないことを説明し、nextPollTimeoutMillisを-1とマークし、次のサイクルでnativePollOnceメソッドでブロックし、ブロック中にcpuリソースを消費しない.メッセージがキューに入るまで、ブロック起動の操作を行いますが、前の方法を覚えていますか?MessageQueueのenqueueMessageメソッドでは、メッセージがエンキューされた後にnativeWakeメソッドがあり、このブロックメソッドに対応しています.すなわち,メッセージがない場合はnativePollOnceでブロックし,メッセージがエンキューされた後はnativeWakeで起動する.
再びLooperのloopメソッドに戻る、このメソッドではメッセージを受け取るとmsgが呼び出される.target.despatchMessageメソッドはメッセージの処理を行う.ここまで来ると,メッセージ処理の終わりにほぼ近づいており,この方法ではメッセージ対応の真の論理が実行される.

public void dispatchMessage(Message msg) {
    //callback   post      runnable，handleCallback         runnable run  。
    if (msg.callback != null) {
        handleCallback(msg);
    } else {
        //  mCallback      handler           handler
        if (mCallback != null) {
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                return;
            }
        }
        //       handler    handleMessage  。
        handleMessage(msg);
    }
}

上記のコードからdespatchMessageメソッドの実行は主に3つのブロックに分かれていることがわかります.
1、messageを呼び出すcallback実行ロジックを実行する.
2、mCallback実行処理ロジックを呼び出す;
3、handleMessageを呼び出して論理処理を行う.
別々に見て
(1)messageのcallbackは、handlerのpostメソッドとpostDelayメソッドで携帯されているrunnableを呼び出します.コードは次のとおりです.

public final boolean post(Runnable r)
{
   return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}

private static Message getPostMessage(Runnable r) {
    Message m = Message.obtain();
    m.callback = r;
    return m;
}

コードからpostを用いてメッセージ配信を行うのもrunnableをメッセージにパッケージして配信と処理を行い,パッケージが完了した後に実行されるのもsendMessage操作であり,後続のフローはsendMessageフローとそっくりであることがわかる.postDelayも同じです.ここでは贅沢を言わない.
(2)mCallbackって何ですか?
これはhandler構造の時に持ってきたもので、栗を挙げます.

private Handler testHandler = new Handler(new Handler.Callback() {
        @Override
        public boolean handleMessage(Message msg) {
            return false;
        }
    });

構築パラメータのcallbackは対応するHandlerのmCallbackである.したがって,postメソッドを用いて送信されたイベントでなければ,コールバックが空であるか否かを優先的に判断する.
(3)上記の2つのケースが空であれば,Handler作成時に実装したhandleMessageメソッドが実行されるが,このメソッドはよく知られているかどうか.
まとめるとAndroidメッセージメカニズムはスレッドであり,指定スレッドのHandlerを用いてメッセージキューにメッセージを投げ込み,指定スレッドのLooperがメッセージを取り出して対応スレッドで処理する.

既存のクラスで関連オブジェクトを使用してカスタムデータを保存する

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