你知道 android 的 MessageQueue.IdleHandler 吗?

作者:谷言

前言

我们知道android是基于Looper消息循环的系统,我们通过HandlerLooper包含的MessageQueue投递Message, 不过我们常见的用法是这样吧?

new Handler(Looper.getMainLooper()).post(new Runnable() {
@Override
    public void run() {/do something } 
});

一般我们比较少接触MessageQueue, 其实它内部的IdleHandler接口有很多有趣的用法,首先看看它的定义

/**
     * Callback interface for discovering when a thread is going to block
     * waiting for more messages.
     */
    public static interface IdleHandler {
        /**
         * Called when the message queue has run out of messages and will now
         * wait for more.  Return true to keep your idle handler active, false
         * to have it removed.  This may be called if there are still messages
         * pending in the queue, but they are all scheduled to be dispatched
         * after the current time.
         */
        boolean queueIdle();
    }

简而言之,就是在looper里面的message暂时处理完了,这个时候会回调这个接口,返回false,那么就会移除它,返回true就会在下次message处理完了的时候继续回调,让我们看看它有哪些有趣的用法吧~~

1.提供一个android没有的声明周期回调时机

如果有这种需求,想要在某个activity绘制完成去做一些事情,那这个时机是什么时候呢?有同学可能觉得onResume()是一个合适的机会,不是可是这个onResume() 真的是各种绘制都已经完成才回调的吗?No, too naive ~~

你看谷老师说了,onStart是用户可见,onResume是用户可交互,谷老师可没说onResume是绘制完成吧~那么android那些耗时的measure, layout, draw是在什么时候执行的呢?它们跟onResume()又有何关系呢?让我们先来看看源码吧~

1. ActivityThread.java

我们知道app的进程其实是ActivityThread, 那么activity的生命周期自然是它来执行了,

final void handleResumeActivity(IBinder token,
boolean clearHide, boolean isForward, boolean reallyResume) {
//省略部分代码..

//call activity的onResume
ActivityClientRecord r = performResumeActivity(token, clearHide);

//省略部分代码..
View decor = r.window.getDecorView();
decor.setVisibility(View.INVISIBLE);
ViewManager wm = a.getWindowManager();
WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();
a.mDecor = decor;
l.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_BASE_APPLICATION;
l.softInputMode |= forwardBit;
if (a.mVisibleFromClient) {
a.mWindowAdded = true;
//这里就是关键代码了
wm.addView(decor, l);

performResumeActivity就是回调onResume了, 我们继续看wm.addView方法, 这个ViewManager是一个接口,其实现者是WindowManagerImpl

2.WindowManagerImpl.java

@Override
    public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {
        applyDefaultToken(params);
        mGlobal.addView(view, params, mDisplay, mParentWindow);
    }

这个mGlobal是WindowManagerGlobal对象,我们继续

3.WindowManagerGlobal.java

public void addView(View view, android.view.ViewGroup.LayoutParams params, 
  Display display, Window parentWindow) {
 //我们跳过不相关代码.. 
  root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display); 
  view.setLayoutParams(wparams); 
  this.mViews.add(view); 
  this.mRoots.add(root);
  this.mParams.add(wparams); 
try { 
  root.setView(view, wparams, panelParentView); 
}catch (RuntimeException var15) { //省略... } } }

这里我们new 出了ViewRootImpl对象, 我们知道这个对象就是android view的根对象了,负责view绘制的measure, layout, draw的巨长的方法 performTraversals就是这个类的,我们继续看setView方法

4.ViewRootImpl.java

 public void setView(View view, LayoutParams attrs, View panelParentView) {
//省略部分...

                this.requestLayout();

//省略部分..
                    switch(res) {
                    case -9:
                        throw new InvalidDisplayException("Unable to add window " + this.mWindow + " -- the specified display can not be found");
                    case -8:
                        throw new BadTokenException("Unable to add window " + this.mWindow + " -- permission denied for this window type");
                    case -7:
                        throw new BadTokenException("Unable to add window " + this.mWindow + " -- another window of this type already exists");
                    case -6:
                        return;
                    case -5:
                        throw new BadTokenException("Unable to add window -- window " + this.mWindow + " has already been added");
                    case -4:
                        throw new BadTokenException("Unable to add window -- app for token " + attrs.token + " is exiting");
                    case -3:
                        throw new BadTokenException("Unable to add window -- token " + attrs.token + " is not for an application");
                    case -2:
                    case -1:
                        throw new BadTokenException("Unable to add window -- token " + attrs.token + " is not valid; is your activity running?");
                    default:
                        throw new RuntimeException("Unable to add window -- unknown error code " + res);
                    }

    }

这个函数调用了关键方法requestLayout(), 我们继续跟踪,顺便说下,后面一连串的BadTokenException就是我们常常遇到的dialog相关抛出的,也有些特殊场景也会出这个异常,可以到这里查看线索

public void requestLayout() {
        if(!this.mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
            this.checkThread();
            this.mLayoutRequested = true;
            this.scheduleTraversals();
        }

    }

调用了scheduleTraversals, 从名字就能看出来了吧

void scheduleTraversals() {
        if(!this.mTraversalScheduled) {
            this.mTraversalScheduled = true;
            this.mTraversalBarrier = this.mHandler.getLooper().postSyncBarrier();
            this.mChoreographer.postCallback(2, this.mTraversalRunnable, (Object)null);
            this.scheduleConsumeBatchedInput();
        }

    }

它往Choreographer里面post了一个runnable, 这个Choreographer是android负责帧率刷新相关的东西,我们暂时可以不关注它,可以理解为往主线程post一个消息是一样的,顺便说下这个Choreographer可以做帧率检测相关的东西,,可以用于卡顿检测什么的。。。

final class TraversalRunnable implements Runnable {
        TraversalRunnable() {
        }

        public void run() {
            ViewRootImpl.this.doTraversal();
        }
    }
void doTraversal() {
        if(this.mTraversalScheduled) {
            this.mTraversalScheduled = false;
            this.mHandler.getLooper().removeSyncBarrier(this.mTraversalBarrier);
            if(this.mProfile) {
                Debug.startMethodTracing("ViewAncestor");
            }

            Trace.traceBegin(8L, "performTraversals");

            try {
                this.performTraversals();
            } finally {
                Trace.traceEnd(8L);
            }

            if(this.mProfile) {
                Debug.stopMethodTracing();
                this.mProfile = false;
            }
        }

    }

我们看这个runnable果然是去执行了那个巨长无比的函数performTraversals函数, 现在我们可以总结下流程了

结论:所以如果我们想在界面绘制出来后做点什么,那么在onResume里面显然是不合适的,它先于measure等流程了, 有人可能会说在onResume里面post一个runnable可以吗?还是不行,因为那样就会变成这个样子

所以你的行为一样会在绘制之前执行,这个时候我们的主角IdleHandler就发挥作用了,我们前面说了,它是在looper里面message暂时执行完毕了就会回调,顾名思义嘛,Idle就是队列为空的意思,那么我们的onResume和measure, layout, draw都是一个个message的话,这个IdleHandler就提供了一个它们都执行完毕的回调了,大概就是这样

说了这么多,那么现在获取到这个时机有什么用呢? look!!

这个是我们地图的公交详情页面, 进入之后产品要求左边的页卡需要展示,可以看到左边的页卡是一个非常复杂的布局,那么进入之后的效果可以明显看到头部的展示信息是先显示空白再100毫秒左右之后才展示出来的,原因就是这个页卡的内容比较复杂,用数据向它填充的时候花了较长时间,代码如下

long time = System.currentTimeMillis();
        detailView.populate(route);
        //省略部分不相关代码
        drawerLayout.openDrawer(GravityCompat.START);
        Log.i("yangu", "cost time " + (System.currentTimeMillis() - time));

可以看到这个detailView就是这个侧滑的页卡了,填充里面的数据花了90ms,如果这个时间是用在了界面view绘制之前的话,就会出现以上的效果了,view先是白的,再出现,这样就体验不好了,如果我们把它放到IdleHandler里面呢?代码如下

Looper.myQueue().addIdleHandler(new MessageQueue.IdleHandler() {
            @Override
            public boolean queueIdle() {
                long time = System.currentTimeMillis();
                detailView.populate(route);
                //省略部分不相关代码
                drawerLayout.openDrawer(GravityCompat.START);
                Log.i("yangu", "cost time " + (System.currentTimeMillis() - time));
                return false;
            }
        });

效果是这样的

看出不同了吗?顶部的页卡先展示出来了,这样体验是不是会更好一些呢。虽然只有短短90ms,不过我们做app也应该关注这种细节优化的,是吧~ 这个做法也提供了一种思路,android本身提供的activity框架和fragment框架并没有提供绘制完成的回调,如果我们自己实现一个框架,就可以使用这个IdleHandler来实现一个onRenderFinished这种回调了。

2.可以结合HandlerThread, 用于单线程消息通知器

我们先思考一个问题,如果有一个model数据管理模块,怎么设计?比如地图的收藏模块的model部分。就是下面这个图的小星星

它原来的model设计大概是这个样子的

public class FavoriteModel {
    private static FavoriteModel ourInstance = new FavoriteModel();

    public static FavoriteModel getInstance() {
        return ourInstance;
    }

    private FavoriteModel() {
    }

    //收藏点数据
    private List<Favorite> mData = new ArrayList<>();

    //同步锁
    public Object lock;

    //添加收藏点
    public void add(Favorite f) {
        synchronized (lock){
            doSomeThing();
        }
    }

    //删除一个收藏点
    public void delete(Favorite f) {
        synchronized (lock){
            doSomeThing();
        }
    }

    //获取当前收藏列表
    public List<Favorite> get() {
        return mData;
    }

    //同步服务器收藏数据
    public void sync() {
        synchronized (lock){
            doSomeThing();
        }
    }
}

由于这个model是单例的,而且是多线程可以访问的,所以它的增删改查都加上了锁,而且由于外部访问需要遍历有哪些收藏点,所以外部遍历列表也需要加锁,大概是这样的

public void visit(List<Favorite> favorites){
        synchronized (FavoriteModel.getInstance().lock){
            for (Favorite favorite : favorites) {
                doSomeThing();
            }
        }
    }

因为是多线程可访问的,如果遍历不加锁的话,其他线程删除了一个收藏,就会crash的,原来的这样设计有几个不好的地方

1.外部使用者需要关系锁的使用,增加了负担,不用还不安全

2.如果在主线程加锁的话,可能另一个线程执行操作会阻塞主线程造成anr

总之,多线程代码就是容易出错,而且真的出错的时候查起来太费劲了,目前收藏夹模块就有N多bug,所以我想用单线程来解决这个问题,由于model层的访问需要数据库和网络等,所以需要异步线程,那么单线程队列+异步线程,首先想到的就是HandlerThread, 大概架构如下

现在,我们把原来多线程的逻辑改到了单线程里面,各种收藏的model共用一个HandlerThread,这样我们增删改查都不用加锁了,出错几率大大减小,而且这种model的设计有点类似插件的意思,可以很方便的增加其他收藏

ok, 那么跟我们的主题IdleHandler有什么关系呢?思考这样一个问题,地图上的小星星需要实时更新,也就是model的任何变化都需要显示到地图上,那么收藏的小星星就应该作为model的观察者,以前的做法是向收藏model注册监听,在每一个增删改查操作后都对观察者回调,大概是这样

//添加收藏点
    public void add(Favorite f) {
        synchronized (lock){
            doSomeThing();
            notifyObserver();
        }
    }

    //删除一个收藏点
    public void delete(Favorite f) {
        synchronized (lock){
            doSomeThing();
            notifyObserver();
        }
    }

这样有一个小小的问题,就是如果有一个操作生成10个快速连续的增删改查操作,那么我们的UI就会收到10次回调,而这种场景下我们其实只需要最后一次回调就够了,中间操作其实不用刷新UI的

那么现在改成单线程模型,我们又该如何处理这个问题呢?当然我们也能在每个post到异步线程的runnable里面去回调观察者,但这样未免不够优雅,所以这个时候IdleHandler不就又可以发挥作用了吗?它是在消息暂时处理完的时候回调的呀,不是很符合我们的时机么,对吧

public AbsFavoriteModel() {
        if (sThread == null) {
            sThread = new HandlerThread("favorite-model");
            sThread.start();
        }
        mHandler = new Handler(sThread.getLooper());

        try {
            Field field = Looper.class.getDeclaredField("mQueue");
            field.setAccessible(true);
            MessageQueue queue = (MessageQueue) field.get(sThread.getLooper());
            queue.addIdleHandler(new MessageQueue.IdleHandler() {
                @Override
                public boolean queueIdle() {
                    if (mListeners != null){
                        for (DataChangeListener<T> mListener : mListeners) {
                            mListener.onDataChange(new ArrayList<>(mData));
                        }
                    }
                    return true;
                }
            });
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

就是这个样子了,这里为什么不用第一个场景下的Looper.myQueue().addIdleHandler()呢?注意这个地方Looper.myQueue()如果在主线程调用就会使用主线程looper了,所以我选择反射这个HandlerThread的looper来设置它,这个IdleHandler我们返回了true, 表示我们要长期监听消息队列,因为返回false,下次就没有回调了哦。

好了,结论是这个地方IdleHandler用作了一个消息的触发器,是不是挺有意思的呢?

结语

如果你没有用过它,从今天开始试试吧,这篇文章只是我个人的一点小思路,说不定这个IdleHandler有很多其他的用法呢~~如果喜欢的话请点个赞哟,有任何不正确的地方也请随时指出

the end~ be happy !

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