Android native层Hander原理分析

概述

源

自实现

下面简单叙述其原理：

如何使用：

注意问题：

概述

本篇探究 Android framework native层多媒体库中的 AHandler+ALooper+AMessage 这三个类的关系和机制，并借鉴此原理，用c++(c++17)重新实现自己的Handler+Looper+Message. 实现可以支持异步和同步的消息处理结构。

源

android里面的这三个类在 /frameworks/av/media/libstagefright/foundation
可以在如下在线 aosp源码找到 http://www.aospxref.com/android-12.0.0_r3/xref/frameworks/av/media/libstagefright/foundation/
android中取名在前面加了个前缀 A, 表示android.

自实现

基于此重新用c++写的 CHandler CLooper CMessage ,在个人的github:https://github.com/Canok7/openScreen/commit/74ae413b916d66a87f27f9c614ab2b2f26104635

下面简单叙述其原理：

looper 为主循环，内部存在一个消息链表，存储着这个消息和该消息应该被处理的时间点，该链表插入消息的时候有序插入，是确保消息是按照消息的处理时间的先后来进行排序的，循环体不停地从链表中取出最先需要处理的消息，如果没有消息，进入条件等待，如果有就调用消息的所绑定的目标hander的onMessageReceived函数。所以核心即按执行时间排序的消息链表和线程条件等待机制。

如何使用：

1. 建一个looper 调用start() 。也可以给looper设置线程名称，方便调试

 std::shared_ptr<CLooper> mSink_Loop = std::make_shared<CLooper>();mSink_Loop->setName("test_looper");mSink_Loop->start();

2. 建一个自定义的Handler，将其注册到looper .(注册到looper有两个作用，一是绑定looper和hander的对应关系，后续Message即可通过handler来找到looper，二是要确保一个hander只能被注册一次，不能绑定到多个looper上去，所以源码里面有LooperRoster,它用一张map表记录有所有的handler和looper对应关系。这个对象是全局唯一的，即一个进程中只有一个LooperRoster)

class LooperTest : public CHandler{
public:enum{MSG_SAY,MSG_SUM,};LooperTest() = default;virtual ~LooperTest() = default;void onMessageReceived(const std::shared_ptr<CMessage> &msg) override{switch (msg->what()) {case MSG_SAY:{std::string say_Str;int32_t say_Int=0;CHECK(msg->findString("say_Str", &say_Str));CHECK(msg->findInt32("say_Int", &say_Int));ALOGD("[%s%d](%d) say_Str.c_str():%s,say_Int:%d\n",__FUNCTION__,__LINE__,gettid(),say_Str.c_str(),say_Int);}break;case MSG_SUM:{//get reply from msgstd::shared_ptr<CReplyToken> replyID;CHECK(msg->senderAwaitsResponse(&replyID));//do workint32_t add1=0,add2=0;msg->findInt32("add1", &add1);msg->findInt32("add2", &add2);ALOGD("[%s%d](%d) to sum:%d,%d\n",__FUNCTION__,__LINE__,gettid(),add1,add2);//post resutstd::shared_ptr<CMessage> response = std::make_shared<CMessage>();response->setInt32("result", add1+add2);response->postReply(replyID);}break;default:ALOGD("unKnow msg:%d\n",msg->what());break;}}
};
enum{TEST_THREAD,TEST_SP,TEST_LOOPER,TEST_ABUFFER_LIST,
};// std::shared_ptr<LooperTest> mHander = std::make_shared<LooperTest>();mSink_Loop->registerHandler(mHander);

3. 建一个Message，设定message 的Handler 和what.（可以直接在构造函数中携带）调用异步处理post（只管把消息发出去，不管结果），或者同步postAndAwaitResponse（把消息发出去，并且阻塞在这里等待返回结果）

//异步std::shared_ptr<CMessage> msg = std::make_shared<CMessage>(LooperTest::MSG_SAY,mHander);msg->setString("say_Str", "hello");msg->setInt32("say_Int", count++);msg->post();//同步等待std::shared_ptr<CMessage> msg = std::make_shared<CMessage>(LooperTest::MSG_SUM,mHander);msg->setInt32("add1", 7);msg->setInt32("add2", 8);ALOGD("[%s%d](%d) postAndAwaitResponse\n",__FUNCTION__,__LINE__,gettid());std::shared_ptr<CMessage> response;//this will make a reply,and wait !!status_t err = msg->postAndAwaitResponse(&response);ALOGD("[%s%d] -----debug %d err ",__FUNCTION__ ,__LINE__,err);if (err == OK) {int ret=0;response->findInt32("result", &ret);ALOGD("[%s%d]xxxxxxxxxxxx(%d) get add ret:%d\n",__FUNCTION__,__LINE__,gettid(),ret);}

注意问题：

1. 为了保证所有的Handler只会被绑定到一个Looper，这里有一个单例的LooperRoster . 调试的时候可以从LooperRoster中看到所有已注册的looper和Handler. 外部register的时候如果Handler已经被注册，register将不成功。
2. Message持有Looper Handler ， Handler持有Looper, 存储的都是weak_ptr, 如果某个Handler已经被释放，looper循环体在处理和这个Handler对应的消息时会忽略这个Message，不会发生错误。
3. 调用者往Looper里面注册Handler, 相应地也应该需要调用反注册的机制，但是如果忘了没用调用反注册（registerHandler/unregisterHandler），也不会发生错误，在Looper的构造函数中会调用gLooperRoster.unregisterStaleHandlers()候判断哪一些handler已经是被析构了，然后去掉这些已经析构的无效Handler.