在Android的消息处理机制中，MessageQueue 扮演着关键角色，负责管理和调度消息的执行顺序。Looper 通过不断调用 MessageQueue 的 next() 方法，从队列中取出消息并分发给相应的 Handler 进行处理。理解 next() 方法在有屏障消息和没有屏障消息时的不同处理流程，对于优化应用性能、避免界面卡顿至关重要。
本文将详细解析 MessageQueue.next() 方法在 有屏障消息 和 没有屏障消息 两种情况下的执行流程，帮助开发者深入理解消息调度机制。
1.消息类型简介
在 MessageQueue 中，消息主要分为以下几种类型：
- 普通消息（Synchronous Messages）：默认通过
Handler发送的消息，按照发送顺序和时间戳（when）插入到消息队列中。 - 异步消息（Asynchronous Messages）：通过设置
Handler为异步模式或手动标记消息为异步，具有较高的优先级，旨在绕过某些同步机制，快速处理重要任务。 - 屏障消息（Barrier Messages）：特殊类型的消息，用于在消息队列中设置屏障，阻止普通消息的处理，仅允许异步消息通过。通常由系统内部使用，开发者不直接操作。
2.MessageQueue.next() 方法概述
MessageQueue 的 next() 方法负责从队列中取出下一个要处理的消息，并返回给 Looper 进行处理。其基本逻辑包括：
- 阻塞等待：如果队列中没有可处理的消息，
next()方法会阻塞，直到有新消息到来或超时。 - 消息遍历：遍历消息队列，查找符合条件的消息进行处理。
- 消息优先级：根据消息的类型（普通消息、异步消息、屏障消息）和时间戳决定处理顺序。
下面将详细介绍 next() 方法在 没有屏障消息 和 有屏障消息 两种情况下的执行流程。
3.没有屏障消息时的 next() 执行流程
当消息队列中 不存在屏障消息 时，next() 方法的执行流程相对简单，主要依据消息的时间戳和类型来决定处理顺序。
执行步骤
-
阻塞等待：
next()方法首先通过nativePollOnce()阻塞等待，直到有新消息到来或超时。nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis); -
同步块访问：进入同步块
synchronized (this)，确保线程安全地访问消息队列。 -
获取当前时间：
final long now = SystemClock.uptimeMillis(); -
遍历消息队列：
- 遍历所有消息，查找
when时间戳小于等于当前时间的消息。 - 异步消息优先：如果存在异步消息（
msg.isAsynchronous()返回true），则优先处理异步消息。 - 普通消息按顺序处理：如果没有异步消息，按照队列顺序处理普通消息。
- 遍历所有消息，查找
-
处理消息：
- 异步消息：移除并返回异步消息进行处理。
- 普通消息：移除并返回普通消息进行处理。
-
等待机制：如果没有符合条件的消息，更新
nextPollTimeoutMillis，继续等待。
简化代码示例
// MessageQueue.java
Message next() {
while (true) {
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
Message nextMsg = null;
long nextTime = Long.MAX_VALUE;
Message asyncMsg = null;
while (msg != null) {
if (msg.when <= now) {
if (msg.isAsynchronous()) {
asyncMsg = msg;
break; // 优先处理异步消息
} else if (nextMsg == null) {
nextMsg = msg; // 记录第一个可处理的普通消息
}
} else {
if (msg.when < nextTime) {
nextTime = msg.when; // 记录下一个消息的处理时间
}
}
msg = msg.next;
}
if (asyncMsg != null) {
removeMessage(asyncMsg);
return asyncMsg;
}
if (nextMsg != null) {
removeMessage(nextMsg);
return nextMsg;
}
long waitTime = nextTime - now;
if (waitTime > 0) {
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(waitTime, Integer.MAX_VALUE);
} else {
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
}
}
}
4.有屏障消息时的 next() 执行流程
当消息队列中 存在屏障消息 时，next() 方法需要额外处理，以确保屏障消息的存在阻止普通消息的处理，仅允许异步消息通过。
执行步骤
-
阻塞等待：与无屏障消息时相同，通过
nativePollOnce()阻塞等待。nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis); -
同步块访问：进入同步块
synchronized (this)。 -
获取当前时间：
final long now = SystemClock.uptimeMillis(); -
检查是否存在屏障消息：
Message msg = mMessages; if (msg != null && msg.target == null) { // 存在屏障消息 } -
跳过屏障消息，查找异步消息：
Message prevMsg = null; do { prevMsg = msg; msg = msg.next; } while (msg != null && !msg.isAsynchronous());- 遍历：从屏障消息后开始，遍历消息队列，查找第一个异步消息。
- 目标：确保只有异步消息能够被处理，普通消息被屏障阻止。
-
处理消息：
- 异步消息：如果找到异步消息且
when时间戳已到，移除并返回该消息进行处理。 - 无异步消息：继续等待，普通消息被屏障阻止。
- 异步消息：如果找到异步消息且
-
等待机制：如果没有找到可处理的异步消息，更新
nextPollTimeoutMillis，继续等待。
简化代码示例
// MessageQueue.java
Message next() {
while (true) {
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
// 检查是否遇到屏障消息
if (msg != null && msg.target == null) {
// 遇到屏障消息，跳过屏障，查找异步消息
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
if (msg != null) {
if (now < msg.when) {
// 消息未到处理时间，继续等待
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
} else {
// 移除消息并返回
mBlocked = false;
if (prevMsg != null) {
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null;
msg.markInUse();
return msg;
}
} else {
// 队列中无可处理消息，继续等待
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
}
}
}
5.关键代码解析
以下是 MessageQueue.next() 方法在有屏障消息和没有屏障消息时的关键代码片段解析。
检查屏障消息
Message msg = mMessages;
if (msg != null && msg.target == null) {
// 遇到屏障消息，跳过屏障，查找异步消息
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
- 条件判断：
msg.target == null用于判断是否为屏障消息。 - 遍历查找：从屏障消息后开始，查找第一个异步消息。
处理消息
if (msg != null) {
if (now < msg.when) {
// 消息未到处理时间，继续等待
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
} else {
// 移除消息并返回
mBlocked = false;
if (prevMsg != null) {
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null;
msg.markInUse();
return msg;
}
} else {
// 队列中无可处理消息，继续等待
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
- 时间判断：如果消息的
when时间戳未到，则更新等待时间。 - 消息移除：将处理的消息从队列中移除，并返回该消息进行处理。
6.示例流程
通过一个具体的示例，说明在有屏障消息和没有屏障消息时，next() 方法如何处理消息。
场景描述
假设消息队列中存在以下消息顺序：
- 普通消息A：
when = 1000ms - 屏障消息B：
target = null，when = 1500ms - 异步消息C：
when = 1000ms - 普通消息D：
when = 2000ms - 异步消息E：
when = 1500ms
执行流程
没有屏障消息时
-
调用
next()方法：nativePollOnce()阻塞等待，直到有消息到来或超时。
-
同步块内部：
- 获取当前时间
now = 1000ms。 - 获取队列中的第一个消息
msg = 普通消息A。
- 获取当前时间
-
检查是否为屏障消息：
msg.target != null，即普通消息A，不是屏障消息。
-
处理普通消息A：
now >= msg.when，即1000ms >= 1000ms。- 移除并返回消息A进行处理。
-
下次调用
next()方法：- 获取当前时间
now = 1000ms。 - 获取队列中的第一个消息
msg = 异步消息C。
- 获取当前时间
-
处理异步消息C：
now >= msg.when，即1000ms >= 1000ms。- 移除并返回消息C进行处理。
有屏障消息时
-
调用
next()方法：nativePollOnce()阻塞等待。
-
同步块内部：
- 获取当前时间
now = 1500ms。 - 获取队列中的第一个消息
msg = 屏障消息B。
- 获取当前时间
-
检查是否为屏障消息：
msg.target == null，即屏障消息B。
-
跳过屏障消息，查找异步消息：
- 遍历消息队列，找到异步消息E。
-
处理异步消息E：
now >= msg.when，即1500ms >= 1500ms。- 移除并返回消息E进行处理。
-
下次调用
next()方法：- 获取当前时间
now = 2000ms。 - 获取队列中的第一个消息
msg = 普通消息D。
- 获取当前时间
-
检查是否为屏障消息：
msg.target != null，即普通消息D，不是屏障消息。
-
处理普通消息D：
now >= msg.when，即2000ms >= 2000ms。- 移除并返回消息D进行处理。
处理顺序
-
没有屏障消息时：
- 异步消息C
- 普通消息A
-
有屏障消息时：
- 异步消息E
- 普通消息D
屏障消息B 仅起到了阻止普通消息A和C的作用，使得异步消息E能够优先执行。
7.总结
MessageQueue.next() 方法在有屏障消息和没有屏障消息时的处理流程存在显著区别：
-
没有屏障消息时：
- 消息按照时间戳和类型（异步消息优先）顺序执行。
- 异步消息即使在队列中后于普通消息，也会优先处理。
-
有屏障消息时：
- 屏障消息阻止普通消息的处理，仅允许异步消息通过。
- 当遇到屏障消息，
next()方法会跳过普通消息，优先查找并处理异步消息。 - 屏障消息确保关键任务（如UI绘制）能够及时执行，避免被普通消息阻塞。
理解 MessageQueue.next() 方法在不同情况下的执行流程，有助于开发者更有效地管理消息队列，优化应用性能，提升用户体验。在实际开发中，合理使用异步消息和屏障消息，可以显著改善应用的响应速度和流畅度。