【Android面试八股文】1. 你说一说Handler机制吧 2. 你知道Handler的同步屏障吗？ 3. Looper一直在循环，会造成阻塞吗？为什么？

news2024/10/6 22:27:09

文章目录

一. 你说一说Handler机制吧
二、你知道Handler的同步屏障吗？
- 2.1 Handler消息的分类
- 2.2 什么是同步屏障
- 2.3 为什么要设计同步屏障
- 2.4 同步屏障的用法
三、Looper一直在循环，会造成阻塞吗？为什么？
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一. 你说一说Handler机制吧

面试官：
我们来开始吧，第一个问题，请你说一说Handler机制吧。

面试者：
好的，Handler机制是Android中用于线程间通信的工具。它主要由四个部分组成：Handler、Message、MessageQueue和Looper。
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Handler：用于发送和处理Message对象。
Message：表示要传递的信息，可以包含数据。
MessageQueue：消息队列，存储所有发送的Message对象。
Looper：用来不断从MessageQueue中取出Message，并交给对应的Handler处理。

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首先就是Handler调用sendXXX系列或者postXXX系列的方法发送Message，不管是哪种方法都是需要从全局消息池里面拿出一个Message对象，即obtain（虽然Message有个全局消息池，其实它的内部实现只是一个对链头进行插入和删除的单链表，毕竟单链表在插入和删除上比较有优势），
接着对该Message对象进行各种成员变量的赋值后，把它发送到相应线程的消息队列中，即enqueueMessage（虽然MessageQueue叫消息队列，但它的内部实现并不是队列，和全局消息池一样，也是一个对链头进行插入和删除的单链表），
之后的工作交给相应线程的Looper对象，它通过调用loop()方法，无限循环地往消息队列里取消息，即next()，
如果队列里无消息，它便被阻塞了（nativePollOnce和nativeWake，本地方法使用Linux的epoll模型）。
如果有消息便把消息取出来，同时消息队列伴随着删除该消息的操作，然后调用Message对象的target成员变量的dispatchMessage方法进行消息分发处理，target实际上就是Handler的实例。
Handler把消息处理完后，Looper便要把这条消息进行回收再利用，即recycle()，对消息进行“净身”，即置空消息的所有成员变量，之后保证消息无污染地插入全局消息池中，避免OOM。

二、你知道Handler的同步屏障吗？

面试官：
很好，你对Handler机制解释得很清楚。接下来第二个问题，你知道Handler的同步屏障吗？

面试者：
是的，我知道Handler的同步屏障。

2.1 Handler消息的分类

首先，Handler发送的消息分为三种：

同步消息（普通消息）
屏障消息
异步消息

通常我们使用handler发送消息，都是使用默认的构造函数构造handler，然后使用send方法发送。这样发送的消息都是普通消息也就是同步消息，发出去的消息就会在MessageQueue中排队，

异步消息正常情况下跟同步消息没有区别，只有在设置了同步屏障之后，才会出现差异。

2.2 什么是同步屏障

开启同步屏障的第一步需要发送一个特殊消息作为屏障消息，当消息队列检测到了这种消息后，

就会从这个消息开始，遍历后续的消息只处理其中被标记为“异步”的消息，

一旦Looper在处理消息时遇到屏障消息，那么就不再处理普通消息，而仅仅处理异步消息。所以叫“同步屏障”。

相当于给一部分消息开设了"VIP”优先通道。当使用完同步屏障后我们还注意移除屏障。

不再使用屏障后，需要撤销屏障，不然就再也执行不到普通消息了。

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2.3 为什么要设计同步屏障

为什么需要这样？它是设计来为了让某些特殊的消息得以更快被执行的机制。

比如绘制界面，这种消息可能会明显的被用户感知到，稍有不慎就会引起卡顿、掉帧之类的，所以需要及时处理（可能消息队列中有大量的消息，如果像平时一样挨个进行处理，那绘制界面这个消息就得等很久，这是不想看到的）。

在请求监听Vsync信号时，阻塞Handler消息队列中的同步消息，优先保证接收Vsync信号的异步消息，及时生成新的屏幕数据，供屏幕显示。
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我们手机的屏幕刷新频率有不同的类型：60Hz、120Hz 等。

60Hz 表示屏幕在一秒内刷新 60 次，也就是每隔 16.6ms 刷新一次。

屏幕会在我们的手机屏幕刷新频率有不同的类型，60Hz、每次刷新的时候发出一个 VSYNC 信号，通知CPU进行绘制计算。

2.4 同步屏障的用法

屏障消息仅仅是起一个屏障的作用，本身一般不附带其他东西，它需要配合其他Handler组件才能发挥作用。

同步屏障主要用于在某些情况下需要阻止普通消息的处理，而优先处理同步消息。 它通过postSyncBarrier和removeSyncBarrier方法来实现。

当调用postSyncBarrier方法时，会向消息队列中插入一个同步屏障，之后的普通消息会被阻止执行。

只有同步消息（如sendMessageAtFrontOfQueue发送的消息）才能绕过屏障继续执行。

同步屏障通过返回一个Token，可以使用这个Token来移除屏障，恢复普通消息的处理。

例如：

int token = handler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
// 发送同步消息
handler.sendMessageAtFrontOfQueue(handler.obtainMessage());
// 移除同步屏障
handler.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(token);

这种机制在某些需要严格控制消息顺序的场景下非常有用。

三、Looper一直在循环，会造成阻塞吗？为什么？

面试官：
很好，你对Handler的同步屏障理解得很透彻。最后一个问题，Looper一直在循环，会造成阻塞吗？为什么？

面试者：
Looper本身是一个无限循环，它会不断从MessageQueue中取出消息并处理。如果消息队列为空，Looper会进入阻塞状态，直到有新的消息到来为止。
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虽然这是一种阻塞，但它不会消耗CPU资源，因为它内部使用了epoll或poll等高效的系统调用来等待新消息的到来。

在MessageQueue.next()方法里，会调用一个native方法：nativePollOnce(long ptr, int timeoutMillis)，当主线程没有消息可处理的时候，该方法会阻塞主线程。具体的阻塞和唤醒机制，就是Linux的epoll机制了（Linux 下作为高并发 IO 实现的秘密武器）。
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