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音视频直播技术--深度理解Handler 与 HandlerThread

程序员文章站 2022-03-13 20:58:26
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前言

大家好,今天我为大家讲解一下Android系统下的Handler机制。做过Android系统开发的人都清楚,App应用程序的主线程是决对不能被阻塞的,因为它的主线程就是UI线程。一旦它被阻塞了,用户会感觉APP卡死似的,基本就没法使用了。所以在音视频直播项目中,我们对摄像头的控制,视频画面的渲染都要放在子线程中进行。下面我们就来详细的剖析一下Android系统下的Handler和HandlerThread机制。

常用线程模型

给大家详细介绍handler和handlerthread之前,先给大家讲一下我们在实际工作中都是如何使用线程的。实际工作使用线程时,最大的难点是线程之间通信问题。 线程之间通信有很多方法,如信号量、 管道、 共享内存、共享文件、 消息队列等。 这些方法中用的最多的还是消息队列,围绕着消息队列我们一般有两种线程模型:

第一、创建一个新线程,然后从消息队列中取出一个任务,执行这个任务,完成任务后线程结束。这种模型非常的简单,我称之为“用后即焚” 。但这种模型效率很差,尤其是频烦的开关线程会消耗大量CPU资源。解决办法是创建一个线程池,每次从线程池中获取新线程,当线程执行完任务后将线程放回线程池以便线程的重复利用。
音视频直播技术--深度理解Handler 与 HandlerThread

第二、创建一个新的线程,在该线程中执行一个死循环函数,不停的从消息队列中取出消息进行处理。
音视频直播技术--深度理解Handler 与 HandlerThread

在Android中的Handler与HandlerThread就是用的第二种线程模型

MessageQueue

MessageQueue非常简单,它就是一个队列,两个重要方法,一个是enqueueMessage方法,该方法用于将Message类型消息存放MessageQueue中,另一个方法是next,用于从MessageQueue中取消息。

什么是Looper

Looper是一个消息分发器,它的作用是从消息队列中取出消息,然后做消息分发。我们看一下它是如何实现的。

注意,它与线程和Queue是一对一的关系,并且它是绑定某个具体线程内运行的。

在Looper类中定义了两个重要的成员mQueue和mThread,分别指向消息队列和线程。代码如下:


public final class Looper {
    ......
    final MessageQueue mQueue;  //指向要处理的消息队列
    final Thread mThread;       //对就在的线程
    ......
}

另外,该类中最重要方法是 loop 函数,我们看一下它是如何实现的:

/**
 * Run the message queue in this thread. Be sure to call
 * {@link #quit()} to end the loop.
 */
public static void loop() {

    ......

    //获取消息队列
    final MessageQueue queue = me.mQueue;

    ......

    for (;;) {
        Message msg = queue.next(); // might block
        if (msg == null) {
        // No message indicates that the message queue is quitting.
                return;
        }

        ......

        try { 
            //处理消息,这里的target就是Handler
            msg.target.dispatchMessage(msg);
        } finally {
            ......
        }
    }
}

通过上面的代码可以看出loop其实非常的简单,就是从消息队列中不停的取消息,然后进行消息分发。

Handler作用

Handler类用于处理消息。它有两个功能,功能一,向消息队列中发消息; 功能二,处理消息。我们来看一下它是如何实现的。

public class Handler {

    ......

    final Looper mLooper;       //提向Looper对象
    final MessageQueue mQueue;  //指向消息队列,它是从Looper获取的

    ......

}

Handler 向消息队列发消息的方法是 sendMessage 函数,它用于将消息插入到消息队列中。它实际调用的 MessageQueue 类的 enqueueMessage 方法。

注意,调用过程如下 sendMessage->sendMessageDelayed->sendMessageAtTime-> enqueueMessage

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
    msg.target = this;
    if (mAsynchronous) {
        msg.setAsynchronous(true);
    }
    //调用的 MessageQueue的enqueueMessage方法
    return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}

Handler 处理消息的方法是 dispatchMessage 函数,代码如下:

public void dispatchMessage(Message msg) {
    if (msg.callback != null) {
        //使用 post 方法传递消息
        handleCallback(msg);
    } else {
        if (mCallback != null) {
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {
            return;
            }
        }
        //sendMessage 方法传递消息
        handleMessage(msg);
    }
}

......

private static void handleCallback(Message message) {
    //执行 消息回调的 run 方法
    message.callback.run();
}

如我们在 Looper 一节中分析过,它在分发消息时调用的是msg.target.dispatchMessage(msg); 也就是 Handler 的 dispatchMessage 方法,而Handler的dispatchMessage方法会根据消息是通过 sendMessage 插入的还是post插入的做不同的处理。

如果是sendMessage插入的,则调用 handleMessage 方法。

handleMessage函数是个重载函数,需要由用户自己进行重写。

如果是 post 插入的,则调用 handleCallback 方法,该方法又会调用 message.callback 的 run 方法。

注意,虽然调用的是 run 方法,但并未启动新的线程,所以仍然还是在当前线程中执行。

理解HandlerThread

HandlerThread应该叫LooperThread更合适,其实它就是包含了Looper对象的线程。代码如下:

public class HandlerThread extends Thread {
    ......
    Looper mLooper;
    ......   
}

也就是启动一个带Looper的线程,然后用Looper不停的读取MessageQueue中的消息,然后做分发处理。是不是非常简单?

小结

上面我们分析了 MessgaeQueue, Looper, Handler以及HandlerThread之间的相互关系和运行机制,希望对大家有所帮助。


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