add android analysis

Author: ubuntulover

Android/LooperHandler.md

@@ -0,0 +1,372 @@
+### Handler, Looper, Message Queue, Runnable源码分析
+
+大家做Android开发难免不和这几个哥们打交道。而且基本上，面试必问。为了学习，也为了搞清楚这个东西，我决定从源码的角度分析这几个哥们。
+
+首先说一下关系：
+
+- `Runnable`和`Message`可以放入某个`MessageQueue`里面，形成一个集合
+- `Looper`循环的从`Message Queue`里面取出一个东西，交由`Handler`进行处理
+- `Handler`才是真正干活的地方
+
+
+
+
+
+既然`Handler`才是干活的，我们来先看看这个哥们长啥样子。
+
+源码代码位置：`$ANDROID_BASE/frameworks/base/core/android/os/Handler.java`
+
+`$ANDROID_BASE/frameworks/base/core/android/os/Looper.java`
+
+`$ANDROID_BASE/frameworks/base/core/android/os/MessageQueue.java`
+
+`Handler.java`：
+
+```java
+public class Handler {
+    ...
+    
+    final Looper mLooper;
+    final MessageQueue mQueue;
+    final Callback mCallback;
+}
+```
+
+`Looper.java`
+
+```java
+public final class Looper { // 注意这里的final 关键字
+    ...
+     // sThreadLocal.get() will return null unless you've called prepare().
+    @UnsupportedAppUsage
+    static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
+    @UnsupportedAppUsage
+    private static Looper sMainLooper;  // guarded by Looper.class
+    private static Observer sObserver;
+
+    @UnsupportedAppUsage
+    final MessageQueue mQueue;
+    final Thread mThread;
+
+}
+```
+
+`MessageQueue.java`
+
+```java
+public final class MessageQueue {
+    ...
+    Message message;
+}
+```
+
+
+
+可以发现：
+
+1. 一个线程，只有一个Looper
+2. 一个Looper，只有一个MessageQueue
+3. 一个MessageQueue有多个Message
+4. 一个Message最多指定一个Handler来处理。
+
+继续看源码，我们可以发现`Handler`主要这么两个职责：
+
+- 处理`Message`
+- 将某个`Message`发送出去（放到MessageQueue中）
+
+来看看`Looper`取出消息分发的相关代码：
+
+```java
+public static void loop() {
+        final Looper me = myLooper();
+        if (me == null) {
+            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
+        }
+        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();
+		// 此处死循环来从队列里面取消息
+        for (;;) {
+            Message msg = queue.next(); // might block
+            if (msg == null) {
+                // No message indicates that the message queue is quitting.
+                // 如果是空，说明正在退出
+                return;
+            }
+
+            // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
+            final Printer logging = me.mLogging;
+            if (logging != null) {
+                logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
+                        msg.callback + ": " + msg.what);
+            }
+            // Make sure the observer won't change while processing a transaction.
+            final Observer observer = sObserver;
+
+            final long traceTag = me.mTraceTag;
+            long slowDispatchThresholdMs = me.mSlowDispatchThresholdMs;
+            long slowDeliveryThresholdMs = me.mSlowDeliveryThresholdMs;
+            if (thresholdOverride > 0) {
+                slowDispatchThresholdMs = thresholdOverride;
+                slowDeliveryThresholdMs = thresholdOverride;
+            }
+            final boolean logSlowDelivery = (slowDeliveryThresholdMs > 0) && (msg.when > 0);
+            final boolean logSlowDispatch = (slowDispatchThresholdMs > 0);
+
+            final boolean needStartTime = logSlowDelivery || logSlowDispatch;
+            final boolean needEndTime = logSlowDispatch;
+
+            if (traceTag != 0 && Trace.isTagEnabled(traceTag)) {
+                Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg));
+            }
+
+            final long dispatchStart = needStartTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
+            final long dispatchEnd;
+            Object token = null;
+            if (observer != null) {
+                token = observer.messageDispatchStarting();
+            }
+            long origWorkSource = ThreadLocalWorkSource.setUid(msg.workSourceUid);
+            try {
+                // 最关键的地方，这里就是调用message的handler来处理这个消息。
+                msg.target.dispatchMessage(msg);
+                if (observer != null) {
+                    observer.messageDispatched(token, msg);
+                }
+                dispatchEnd = needEndTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
+            } catch (Exception exception) {
+                if (observer != null) {
+                    observer.dispatchingThrewException(token, msg, exception);
+                }
+                throw exception;
+            } finally {
+                ThreadLocalWorkSource.restore(origWorkSource);
+                if (traceTag != 0) {
+                    Trace.traceEnd(traceTag);
+                }
+            }
+ 
+
+            // Make sure that during the course of dispatching the
+            // identity of the thread wasn't corrupted.
+            final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
+            if (ident != newIdent) {
+                Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"
+                        + Long.toHexString(ident) + " to 0x"
+                        + Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
+                        + msg.target.getClass().getName() + " "
+                        + msg.callback + " what=" + msg.what);
+            }
+
+            msg.recycleUnchecked();
+        }
+    }
+```
+
+OK， 了解到了Looper会把Message分给Handler来做，那么来继续看Handler里面的`dispatchMessage(Message)`这个方法。
+
+```java
+public void dispatchMessage(@NonNull Message msg) {
+        if (msg.callback != null) {
+            handleCallback(msg);
+        } else {
+            if (mCallback != null) {
+                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
+                    return;
+                }
+            }
+            handleMessage(msg);
+        }
+    }
+```
+
+可以看到，这里的分发策略是：
+
+:arrow_right:`Message.Callback`对象是否为空
+
+​	在不为空的情况下，交由这个callback来处理，因此优先级较高
+
+:arrow_right:`Handler.mCallback`
+
+​	在不为空的情况下，交由这个callback来处理，优先级其次
+
+:arrow_right:`handleMessage(Message)`
+
+​	当上述条件都不满足的时候，调用它来处理。（通常，如果我们写一个子类来继承`Handler`类的话，你是需要重载这个方法的）
+
+所以，`Handler`的扩展子类可以重载`dispatchMessage(Message)`这个方法，或者直接重载`handleMessage（message）`这个方法。具体情况，应该根据项目实际需求来走。
+
+
+
+---
+
+
+
+#### 进一步分析
+
+看完上述代码之后，`Handler`这个哥们可能会让你疑惑，会有这么一个循环：
+
+`Handler`:arrow_right:`MessageQueue`:arrow_right:`Message`:arrow_right:`Handler`
+
+即：
+
+1. `Handler`把消息放到`MessageQueue`中
+2. `MessageQueue`的`Message`到`Handler`中
+
+首先我们来看看`Handler`有哪些发消息的方法：
+
+```java
+// post系列
+public final boolean post(@NonNull Runnable r);
+public final boolean postAtTime(@NonNull Runnable r, long uptimeMillis);
+public final boolean postAtTime(@NonNull Runnable r, @Nullable Object token, long uptimeMillis);
+public final boolean postDelayed(@NonNull Runnable r, long delayMillis);
+public final boolean postDelayed(@NonNull Runnable r, int what, long delayMillis);
+public final boolean postDelayed(@NonNull Runnable r, Object token, long delayMillis);
+public final boolean postAtFrontOfQueue(@NonNull Runnable r);
+
+// send系列
+public final boolean sendMessage(@NonNull Message msg)；
+public final boolean sendEmptyMessage(int what)；
+public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis)；
+public final boolean sendEmptyMessageAtTime(int what, long uptimeMillis)；
+public final boolean sendMessageDelayed(@NonNull Message msg, long delayMillis)；
+public boolean sendMessageAtTime(@NonNull Message msg, long uptimeMillis)；  
+public final boolean sendMessageAtFrontOfQueue(@NonNull Message msg)；
+    
+```
+
+这两个系列的方法都可以把`Message`放到`MessageQueue`中。不同的是，send系列参数都直接是`Message`, 而post系列参数都是`Runnable`,因此多了一步中间转换过程，然后再调用send系列的函数进行入队。
+
+我们挑一个最简单的post系列函数，来分析一下源码：
+
+```java
+public final boolean post(Runnable r) {
+    return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
+}
+```
+
+可以发现，这里调用了一个函数`getPostMessage(Runnable)`来封装出一个`Message`,接着调用send系列的函数来入队：
+
+```java
+private static Message getPostMessage(Runnable r) {
+        Message m = Message.obtain(); // 1
+        m.callback = r; // 2
+        return m;
+    }
+```
+
+在代码1处，Android会维护一个全局的Message池，当用户需要使用Message的时候，可以直接通过obtain方法获得。这样的设计是避免不必要的资源浪费。
+
+代码2处的直接把当前的runnable对象设置成回调函数。
+
+当准备好Message之后，系统就会调用`sendMessageDelayed`方法来发送消息。这个函数可以设定多长时间的延迟再发送消息，内部的处理是通过当前时间+延迟时间算出该在哪个时间点发送（`sendMessageAtTime）`
+
+```java
+public final boolean sendMessageDelayed(@NonNull Message msg, long delayMillis) {
+        if (delayMillis < 0) {
+            delayMillis = 0;
+        }
+        return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
+}
+```
+
+```java
+public boolean sendMessageAtTime(@NonNull 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); // 这里就是入队
+    }
+```
+
+看到这里，我们会有一个疑问，为什么要大费周章，先把`Message` 放到`MessageQueue`里面，最后还是由`Handler`来处理呢？
+
+
+
+---
+
+#### 继续分析
+
+上面设计哲学个人认为是有序性。
+
+当你在主线程发送一个计算量特别大的任务的时候，如果你马上来处理这个任务，主线程就卡死了。那么交由子线程来计算，当它计算好了之后，发个消息告诉主线程，可以了。这样既不会影响主线程的交互（通常把UI线程称为主线程），计算任务又得以进行。
+
+#### MessageQueue分析
+
+MessageQueue的分析可能需要你具有一定的JNI知识。因此这里不会过多深入的分析。
+
+简单看看源码，它有这么一些操作：
+
+-  新建队列
+
+  由一个本地方法（native方法）`nativeInit()`来创建完成，这个函数返回一个`long`类型的值。这个操作由指针操作完成，具体分析JNI的时候可以再回头看。
+
+- 元素入队
+
+  `boolean enqueueMessage(Message msg, long when)`
+
+- 元素出队
+
+  `Message next()`
+
+- 删除元素
+
+  `void removeMessages(Handler h, int what, Object obj)`
+
+  `void removeMessages(Handler h, Runnable r, Object obj)`
+
+- 销毁队列
+
+  销毁队列也是一个本地方法完成的，`nativeDestroy()`。实质上，这个东西根所学的队列没有本质区别，因此不做过多赘述，有相关的需求可以回顾数据结构。
+
+
+
+#### Looper分析
+
+这个哥们比较有意思了。Looper有点像发动机的意思--它才会推动消息的处理。
+
+应用程序使用Looper分两种情况，
+
+:arrow_right_hook:主线程（MainThread，也是AcitivtyThread）
+
+:arrow_right_hook:普通线程
+
+我们看一下普通线程的用法：
+
+```java
+class MyLooperThread extends Thread {
+    public Handler mhandler; // 谁干活？
+    
+    @Override
+    public void run() {
+        Looper.prepare(); // 1
+        mHandler = new Handler() {
+            public void handleMessage() {
+                // 这里就是前文中处理消息的地方！！！
+            }
+        };
+        Looper.loop(); // 2
+    }
+}
+```
+
+我们发现这里有三个步骤：
+
+1. 调用Looper的`prepare()`方法；
+2. 创建Handler；
+3. Looper开始运作；
+
+可以看到，我们没有发现有Looper对象的创建，最后也是一句Looper.loop，整个消息循环系统就跑起来了。
+
+
+
+
+

Android/README.md

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 关于如何获取编译代码的方法网络上烂大街。具体操作请参考他们。有没有梯子都可以。
 
-[Android一些同步机制的分析](Android/sync.md)
+[Android一些同步机制的分析](Android/sync.md)
+
+[Android中Looper，Handler，MessageQueue的分析](Android/LooperHandler.md)