Handler机制——同步屏障

一、消息种类

关于Handler机制的基本原理不了解可以看这里： Handler机制源码解析。

Message分为3种：普通消息（同步消息）、屏障消息（同步屏障）和异步消息。我们通常使用的都是普通消息，而屏障消息就是在消息队列中插入一个屏障，在屏障之后的所有普通消息都会被挡着，不能被处理。不过异步消息却例外，屏障不会挡住异步消息，因此可以这样认为：屏障消息就是为了确保异步消息的优先级，设置了屏障后，只能处理其后的异步消息，同步消息会被挡住，除非撤销屏障。

二、什么是屏障消息

同步屏障是通过MessageQueue的postSyncBarrier方法插入到消息队列的。

MessageQueue#postSyncBarrierprivate int postSyncBarrier(long when) {synchronized (this) {final int token = mNextBarrierToken++;//1、屏障消息和普通消息的区别是屏障消息没有tartget。final Message msg = Message.obtain();msg.markInUse();msg.when = when;msg.arg1 = token;Message prev = null;Message p = mMessages;//2、根据时间顺序将屏障插入到消息链表中适当的位置if (when != 0) {while (p != null && p.when <= when) {prev = p;p = p.next;}}if (prev != null) { // invariant: p == prev.nextmsg.next = p;prev.next = msg;} else {msg.next = p;mMessages = msg;}//3、返回一个序号，通过这个序号可以撤销屏障return token;}}

postSyncBarrier方法就是用来插入一个屏障到消息队列的，可以看到它很简单，从这个方法我们可以知道如下：

屏障消息和普通消息的区别在于屏障没有tartget，普通消息有target是因为它需要将消息分发给对应的target，而屏障不需要被分发，它就是用来挡住普通消息来保证异步消息优先处理的。
屏障和普通消息一样可以根据时间来插入到消息队列中的适当位置，并且只会挡住它后面的同步消息的分发。
postSyncBarrier返回一个int类型的数值，通过这个数值可以撤销屏障。
插入普通消息会唤醒消息队列，但是插入屏障不会。

三、屏障消息的工作原理

通过postSyncBarrier方法屏障就被插入到消息队列中了，那么屏障是如何挡住普通消息只允许异步消息通过的呢？我们知道MessageQueue是通过next方法来获取消息的。

Message next() {//1、如果有消息被插入到消息队列或者超时时间到，就被唤醒，否则阻塞在这。nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);synchronized (this) {        Message prevMsg = null;Message msg = mMessages;if (msg != null && msg.target == null) {//2、遇到屏障  msg.target == nulldo {prevMsg = msg;msg = msg.next;} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());//3、遍历消息链表找到最近的一条异步消息}if (msg != null) {//4、如果找到异步消息if (now < msg.when) {//异步消息还没到处理时间，就在等会（超时时间）nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);} else {//异步消息到了处理时间，就从链表移除，返回它。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 {// 如果没有异步消息就一直休眠，等待被唤醒。nextPollTimeoutMillis = -1;}//。。。。}}

可以看到，在注释2如果碰到屏障就遍历整个消息链表找到最近的一条异步消息，在遍历的过程中只有异步消息才会被处理执行到 if (msg != null){}中的代码。可以看到通过这种方式就挡住了所有的普通消息。

四、如何发送异步消息

Handler有几个构造方法，可以传入async标志为true，这样构造的Handler发送的消息就是异步消息。不过可以看到，这些构造函数都是hide的。

     /*** @hide*/public Handler(boolean async) {}/*** @hide*/public Handler(Callback callback, boolean async) { }/*** @hide*/public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async) {}

当调用handler.sendMessage(msg)发送消息，最终会走到：

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {msg.target = this;if (mAsynchronous) {msg.setAsynchronous(true);//把消息设置为异步消息}return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);}

可以看到如果这个handler的mAsynchronous为true就把消息设置为异步消息，设置异步消息其实也就是设置msg内部的一个标志。而这个mAsynchronous就是构造handler时传入的async。除此之外，还有一个公开的方法：

     Message message=Message.obtain();message.setAsynchronous(true);handler.sendMessage(message);

在发送消息时通过 message.setAsynchronous(true)将消息设为异步的，这个方法是公开的，我们可以正常使用。

五、移除屏障

移除屏障可以通过MessageQueue的removeSyncBarrier方法：

//注释已经写的很清楚了，就是通过插入同步屏障时返回的token 来移除屏障
/*** Removes a synchronization barrier.** @param token The synchronization barrier token that was returned by* {@link #postSyncBarrier}.** @throws IllegalStateException if the barrier was not found.** @hide*/public void removeSyncBarrier(int token) {// Remove a sync barrier token from the queue.// If the queue is no longer stalled by a barrier then wake it.synchronized (this) {Message prev = null;Message p = mMessages;//找到token对应的屏障while (p != null && (p.target != null || p.arg1 != token)) {prev = p;p = p.next;}final boolean needWake;//从消息链表中移除if (prev != null) {prev.next = p.next;needWake = false;} else {mMessages = p.next;needWake = mMessages == null || mMessages.target != null;}//回收这个Message到对象池中。p.recycleUnchecked();// If the loop is quitting then it is already awake.// We can assume mPtr != 0 when mQuitting is false.if (needWake && !mQuitting) {nativeWake(mPtr);//唤醒消息队列}}

六、实战

1、当点击同步消息会发送一个延时1秒执行普通消息，执行的结果打印log。

2、同步屏障会挡住同步消息。通过点击发送同步屏障->发送同步消息->移除同步消息测试

3、当点击发送同步屏障，会挡住同步消息，但是不会挡住异步消息。通过点击插入同步屏障->插入同步消息->插入异步消息->移除同步屏障来测试（需要注意不要通过弹土司来测试，通过打印log。不然看不出效果）

测试代码如下（省略布局文件）：

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {private Handler handler;private int token;public static final int MESSAGE_TYPE_SYNC=1;public static final int MESSAGE_TYPE_ASYN=2;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);initHandler();initListener();}private void initHandler() {new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {Looper.prepare();handler=new Handler(){@Overridepublic void handleMessage(Message msg) {if (msg.what == MESSAGE_TYPE_SYNC){Log.d("MainActivity","收到普通消息");}else if (msg.what == MESSAGE_TYPE_ASYN){Log.d("MainActivity","收到异步消息");}}};Looper.loop();}}).start();}private void initListener() {findViewById(R.id.btn_postSyncBarrier).setOnClickListener(this);findViewById(R.id.btn_removeSyncBarrier).setOnClickListener(this);findViewById(R.id.btn_postSyncMessage).setOnClickListener(this);findViewById(R.id.btn_postAsynMessage).setOnClickListener(this);}//往消息队列插入同步屏障@RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.M)public void sendSyncBarrier(){try {Log.d("MainActivity","插入同步屏障");MessageQueue queue=handler.getLooper().getQueue();Method method=MessageQueue.class.getDeclaredMethod("postSyncBarrier");method.setAccessible(true);token= (int) method.invoke(queue);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}//移除屏障@RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.M)public void removeSyncBarrier(){try {Log.d("MainActivity","移除屏障");MessageQueue queue=handler.getLooper().getQueue();Method method=MessageQueue.class.getDeclaredMethod("removeSyncBarrier",int.class);method.setAccessible(true);method.invoke(queue,token);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}//往消息队列插入普通消息public void sendSyncMessage(){Log.d("MainActivity","插入普通消息");Message message= Message.obtain();message.what=MESSAGE_TYPE_SYNC;handler.sendMessageDelayed(message,1000);}//往消息队列插入异步消息@RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP_MR1)private void sendAsynMessage() {Log.d("MainActivity","插入异步消息");Message message=Message.obtain();message.what=MESSAGE_TYPE_ASYN;message.setAsynchronous(true);handler.sendMessageDelayed(message,1000);}@RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.M)@Overridepublic void onClick(View v) {int id=v.getId();if (id == R.id.btn_postSyncBarrier) {sendSyncBarrier();}else if (id == R.id.btn_removeSyncBarrier) {removeSyncBarrier();}else if (id == R.id.btn_postSyncMessage) {sendSyncMessage();}else if (id == R.id.btn_postAsynMessage){sendAsynMessage();}}}