Android Handler同步屏障：深入解析

在Android开发中，Handler和MessageQueue是处理线程间通信的重要组件。除了常见的消息发送和处理功能，Handler还提供了一个高级特性：同步屏障。本文将深入探讨这一特性，包括它的工作原理、应用场景，并提供实际的代码示例。

同步屏障机制简介

同步屏障是MessageQueue中的一种特殊机制，用于临时阻塞消息队列中的消息处理。当设置同步屏障时，它会阻止所有普通消息的处理，同时允许立即消息（例如带回调的消息或Runnable对象）继续执行。

工作原理

设置同步屏障

同步屏障通过在MessageQueue中插入一个特殊的、没有目标Handler的消息来实现。这个屏障阻止了所有后续的普通消息处理。

处理立即消息

尽管存在同步屏障，但某些类型的消息（如带有回调的消息或Runnable）仍然可以被执行。这些消息通常不受时间戳的约束，因此可以越过屏障处理。

移除同步屏障

当同步屏障被移除后，之前被阻塞的普通消息将恢复处理。

应用场景

同步屏障在以下情况下非常有用：

• 确保立即任务优先处理：在需要优先执行某些紧急任务时，可以使用同步屏障暂时阻止其他消息的处理。
• 避免死锁和资源竞争：在复杂的消息交互场景中，使用同步屏障可以防止因消息处理顺序不当引发的死锁或资源竞争。

代码示例

假设我们有一个Handler，我们想要在处理一些紧急任务前暂时阻止其处理其他消息：

// 创建Handler和MessageQueue
Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper());// 设置同步屏障
MessageQueue queue = Looper.getMainLooper().getQueue();
Field field = MessageQueue.class.getDeclaredField("mMessages");
field.setAccessible(true);
Message barrier = Message.obtain();
barrier.what = MessageQueue.MSG_SYN_BARRIER;
queue.enqueueMessage(barrier, System.currentTimeMillis());// 添加一个立即执行的任务
handler.post(() -> {// 紧急任务代码
});// 移除同步屏障
handler.postDelayed(() -> {field.set(queue, barrier.next);barrier.recycle();
}, 1000);

注意事项

使用同步屏障时需谨慎，因为不恰当的使用可能会导致消息处理的延迟或阻塞，影响应用性能和响应能力。

总结

Handler的同步屏障是Android中一个强大但不太为人知的特性，它可以用于控制消息队列中的消息处理顺序。正确使用同步屏障可以在复杂的消息处理场景中带来显著的好处，但需要确保恰当使用以避免潜在的问题。通过本文的讲解和代码示例，希望能帮助你更好地理解和应用这一高级特性。

当Vsync信号到来时，会往主线程的MessageQueue中插入一条异步消息，由于在scheduleTraversals中给MessageQueue中插入了同步屏障消息，那么当执行到同步屏障时，会取出异步消息执行。

屏障消息和普通消息的区别是屏障消息没有target属性，普通消息有target属性是因为要将消息分发给target指向的handler处理
屏障消息会插入到MessageQueue中合适的位置，这个消息以后的普通消息将被屏蔽
postSyncBarrier返回一个int类型的数值，通过这个数值可以撤销屏障
postSyncBarrier方法是私有的，如果我们想调用它就得使用反射
插入普通消息会唤醒消息队列，但是插入屏障不会

源码处理过程中会先判断此消息是否为屏障消息，如果是屏障消息，则去循环遍历，直到寻找到异步消息为止。通过这种方式跳过了普通消息，直接执行异步消息。也就是说同步屏障为handler消息机制提供了一种优先级策略，异步消息的优先级要高于同步消息。

另外需要注意的是：同步屏障不会自动移除，使用完成之后需要手动移除，不然会造成同步消息无法处理。也可以通过removeSyncBarrier(int token)方法进行移除，token就是之前添加屏障时返回的token。

对于绘制流程中，为什么要发送一个同步屏障并且发送异步消息，应该心中也有了答案，不错，就是为了让保证在vsync信号到来时，异步任务可以优先执行，从而绘制任务可以被及时执行，避免造成界面卡顿。