怒肝Framework通信篇合集;Handler+Binder+LiveData事件机制

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了怒肝Framework通信篇合集;Handler+Binder+LiveData事件机制相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

前言

昨天关于Handler的总结篇里提到了十个考点,今天先来解答一下,在把Framework整体的过一下,HandlerBinderAMSPMSIMSWMS,以及事件机制。

参考内容:
1.腾讯Android开发笔记
2.2022年Android十一位大厂面试真题
3.60道音视频经典面试题

首先先回答昨天最后总结的十个考点

1.Handler怎么在主线程和子线程进行数据交互的原理?

主线程和子线程通过handler交互,交互的载体是通过Message这个对象,实际上我们在子线程发送的所有消息,都会加入到主线程的消息队列中,然后主线程分发这些消息,这个就很容易做到俩个线程信息的交互。

看到这里,你可能有疑问了,我从子线程发送的消息,怎么就加到了主线程的消息队列里呢???

大家可以看看你自己的代码,你的handler对象是不是在主线程初始的?子线程发送消息,是不是通过这个handler发送的?

这就很简单了,handler只需要把发送的消息,加到自身持有的Looper对象的MessageQueue里面(mLooper变量)就ok了

所以,你在哪个线程里面初始化Handler对象,在不同的线程中,使用这个对象发送消息;都会在你初始化Handler对象的线程里分发消息。

2.Handler中主线程的消息队列是否有数量上限?为什么?

这问题整的有点鸡贼,可能会让你想到,是否有上限这方面?而不是直接想到到上限数量是多少?

解答Handler主线程的消息队列肯定是有上限的,每个线程只能实例化一个Looper实例(上面讲了,Looper.prepare只能使用一次),不然会抛异常,消息队列是存在Looper()中的,且仅维护一个消息队列

重点:每个线程只能实例化一次Looper()实例、消息队列存在Looper

拓展MessageQueue类,其实都是在维护mMessage,只需要维护这个头结点,就能维护整个消息链表

3.Handler中有Loop死循环,为什么没有卡死?为什么没有发生ANR

先说下ANR:5秒内无法响应屏幕触摸事件或键盘输入事件;广播的onReceive()函数时10秒没有处理完成;前台服务20秒内,后台服务在200秒内没有执行完毕;ContentProviderpublish在10s内没进行完。所以大致上Loop死循环和ANR联系不大,问了个正确的废话,所以触发事件后,耗时操作还是要放在子线程处理,handler将数据通讯到主线程,进行相关处理。

线程实质上是一段可运行的代码片,运行完之后,线程就会自动销毁。当然,我们肯定不希望主线程被over,所以整一个死循环让线程保活。

为什么没被卡死:在事件分发里面分析了,在获取消息的next()方法中,如果没有消息,会触发nativePollOnce方法进入线程休眠状态,释放CPU资源,MessageQueue中有个原生方法nativeWake方法,可以解除nativePollOnce的休眠状态,ok,咱们在这俩个方法的基础上来给出答案。

  • 当消息队列中消息为空时,触发MessageQueue中的nativePollOnce方法,线程休眠,释放CPU资源

  • 消息插入消息队列,会触发nativeWake唤醒方法,解除主线程的休眠状态

    • 当插入消息到消息队列中,为消息队列头结点的时候,会触发唤醒方法
    • 当插入消息到消息队列中,在头结点之后,链中位置的时候,不会触发唤醒方法

综上:消息队列为空,会阻塞主线程,释放资源;消息队列为空,插入消息时候,会触发唤醒机制

  • 这套逻辑能保证主线程最大程度利用CPU资源,且能及时休眠自身,不会造成资源浪费

本质上,主线程的运行,整体上都是以事件(Message)为驱动的。

4.为什么不建议在子线程中更新UI?

多线程操作,在UI的绘制方法表示这不安全,不稳定。

假设一种场景:我会需要对一个圆进行改变,A线程将圆增大俩倍,B改变圆颜色。A线程增加了圆三分之一体积的时候,B线程此时,读取了圆此时的数据,进行改变颜色的操作;最后的结果,可能会导致,大小颜色都不对。。。

5.可以让自己发送的消息优先被执行吗?原理是什么?

这个问题,我感觉只能说:在有同步屏障的情况下是可以的。

同步屏障作用:在含有同步屏障的消息队列,会及时的屏蔽消息队列中所有同步消息的分发,放行异步消息的分发。

在含有同步屏障的情况,我可以将自己的消息设置为异步消息,可以起到优先被执行的效果。

6.子线程和子线程使用Handler进行通信,存在什么弊端?
子线程和子线程使用Handler通信,某个接受消息的子线程肯定使用实例化handler,肯定会有Looper操作,Looper.loop()内部含有一个死循环,会导致线程的代码块无法被执行完,该线程始终存在。

如果在完成通信操作,我们一般可以使用: mHandler.getLooper().quit() 来结束分发操作

说明下quit()方法进行几项操作

  • 清空消息队列(未分发的消息,不再分发了)
  • 调用了原生的销毁方法 nativeDestroy(猜测下:可能是一些资源的释放和销毁)
  • 拒绝新消息进入消息队列
  • 它可以起到结束loop()死循环分发消息的操作

拓展quitSafely() 可以确保所有未完成的事情完成后,再结束消息分发。

7.Handler中的阻塞唤醒机制?

这个阻塞唤醒机制是基于 Linux 的 I/O 多路复用机制 epoll 实现的,它可以同时监控多个文件描述符,当某个文件描述符就绪时,会通知对应程序进行读/写操作.

MessageQueue 创建时会调用到 nativeInit,创建新的 epoll 描述符,然后进行一些初始化并监听相应的文件描述符,调用了epoll_wait方法后,会进入阻塞状态;nativeWake触发对操作符的 write 方法,监听该操作符被回调,结束阻塞状态。

8.什么是IdleHandler?什么条件下触发IdleHandler

IdleHandler的本质就是接口,为了在消息分发空闲的时候,能处理一些事情而设计出来的

具体条件:消息队列为空的时候、发送延时消息的时候

9.消息处理完后,是直接销毁吗?还是被回收?如果被回收,有最大容量吗?

Handler存在消息池的概念,处理完的消息会被重置数据,采用头插法进入消息池,取的话也直接取头结点,这样会节省时间

消息池最大容量为50,达到最大容量后,不再接受消息进入

10.不当的使用Handler,为什么会出现内存泄漏?怎么解决?

先说明下,Looper对象在主线程中,整个生命周期都是存在的,MessageQueue是在Looper对象中,也就是消息队列也是存在在整个主线程中;我们知道Message是需要持有Handler实例的,Handler又是和Activity存在强引用关系

存在某种场景:我们关闭当前Activity的时候,当前Activity发送的Message,在消息队列还未被处理,Looper间接持有当前activity引用,因为俩者直接是强引用,无法断开,会导致当前Activity无法被回收

思路:断开俩者之间的引用、处理完分发的消息,消息被处理后,之间的引用会被重置断开

解决:使用静态内部类弱引Activity、清空消息队列

回答完了,正式 步入正轨😃

一丶Framework通信篇

1.1.android Binder

进程隔离:

内核空间中存放的是内核代码和数据,而进程的用户空间中存放的是用户程序的代码和数据 为了保证系统的安全,用户空间和内核空间是天然隔离的 每个进程有自己的虚拟内存空间,为了安全,每个进程只能操作自己的虚拟内存空间,只有操作系统才有权限操作物理内存空间

为什么要用Binder

  • Android系统内核是Linux内核

  • Linux内核进程通信有:管道、内存共享、SocketFile

  • 对比:

Binder的一次拷贝发生在用户空间拷贝到内核空间;

用户空间: App进程运行的内存空间;

内核空间: 系统驱动、和硬件相关的代码运行的内存空间,也就是进程ID为0的进程运行的空间;

程序局部性原则: 只加载少量代码;应用没有运行的代码放在磁盘中,运行时高速缓冲区进行加载要运行的代码;默认一次加载一个页(4K),若不够4K就用0补齐;

MMU:内存管理单元;

给CPU提供虚拟地址;

当对变量操作赋值时:

  • CPU拿着虚拟地址和值给到MMU

  • MMU用虚拟地址匹配到物理地址,MMU去物理内存中进行赋值;

物理地址: 物理内存的实际地址,并不是磁盘;

虚拟地址: MMU根据物理内存的实际地址翻译出的虚拟地址;提供给CPU使用;

页命中:CPU读取变量时,MMU在物理内存的页表中找到了这个地址;

页未命中:CPU读取变量时,MMU在物理内存的页表中没有找到了这个地址,此时会触发MMU去磁盘读取变量并存到物理内存中;

普通的二次拷贝:

应用A拷贝到服务端:coay_from_user

从服务端拷贝到应用B:coay_to_user

mmap():

  • 在物理内存中开辟一段固定大小的内存空间

  • 将磁盘文件与物理内存进行映射(理解为绑定)

  • MMU将物理内存地址转换为虚拟地址给到CPU(虚拟地址映射物理内存)

共享内存进程通信:

  • 进程A调用mmap()函数会在内核空间中虚拟地址和一块同样大小的物理内存,将两者进行映射

  • 得到一个虚拟地址

  • 进程B调用mmap()函数,传参和步骤1一样的话,就会得到一个和步骤2相同的虚拟地址

  • 进程A和进程B都可以用同一虚拟地址对同一块映射内存进行操作

  • 进程A和进程B就实现了通信

  • 没有发生拷贝,共享一块内存,不安全

Binder通信原理:

角色:Server端A、Client端B、Binder驱动、内核空间、物理内存

  • Binder驱动在物理内存中开辟一块固定大小(1M-8K)的物理内存w,与内核空间的虚拟地址x进行映射得到

  • A的用户空间的虚拟地址ax和物理内存w进行映射

  • 此时内核空间虚拟地址x和物理内存w已经进行了映射,物理内存w和Server端A的用户空间虚拟地址ax进行了映射:也就是 内核空间的虚拟地址x = 物理内存w = Server端A的用户空间虚拟地址ax

  • B发送请求:将数据按照binder协议进行打包给到Binder驱动,Binder驱动调用coay_from_user()将数据拷贝到内核空间的虚拟地址x

  • 因步骤3中的三块区域进行了映射

  • Server端A就得到了Client端B发送的数据

  • 通过内存映射关系,只发生了一次拷贝

Activity跳转时,最多携带1M-8k(1兆减去8K)的数据量;

真实数据大小为:1M内存-两页的请求头数据=1M-8K;

应用A直接将数据拷贝到应用B的物理内存空间中,数据量不能超过1M-8K;拷贝次数少了一次,少了从服务端拷贝到用户;

IPC通信机制:

  • 服务注册

  • 服务发现

  • 服务调用

以下为简单的主进程和子进程通信:

1、服务注册: 缓存中心中有三张表(暂时理解为三个HashMapBinder用的是native的红黑树):

  • 第一种:放key :String - value:类的Class;

  • 第二种:放key :Class的类名 - value:类的方法集合;

  • 第三种:放key :Class的类名 - value:类的对象;

类的方法集合:key-value;

key:方法签名:“方法名” 有参数时用 “方法名-参数类型-参数类型-参数类型…”;

value: 方法本身;

注册后,服务若没被调用则一直处于沉默状态,不会占用内存,这种情况只是指用户进程里自己创建的服务,不适用于AMS这种;

2、服务发现: 当被查询到时,要被初始化;

  • 客户端B通过发送信息到服务端A

  • 服务端解析消息,反序列化

  • 通过反射得到消息里的类名,方法,从注册时的第一种、第二种表里找到Class,若对象没初始化则初始化对象,并将对象添加到第三种的表里;

3、服务调用

  • 使用了动态代理

  • 客户端在服务发现时,拿到对象(其实是代理)

  • 客户端调用对象方法

  • 代理发送序列化数据到服务端A

  • 服务端A解析消息,反序列化,得到方法进行处理,得到序列化数据结果

  • 将序列化结果写入到客户端进程的容器中;

  • 回调给客户端

AIDL: BpBinder:数据发送角色 BbBinder:数据接收角色

编译器生成的AIDL的java接口.Stub.proxy.transact()为数据发送处;

发送的数据包含:数据+方法code+方法参数等等;

  • 发送时调用了Linux的驱动

  • 调用copy_from_user()拷贝用户发送的数据到内核空间

  • 拷贝成功后又进行了一次请求头的拷贝:copy_from_user()

  • 也就是把一次的数据分为两次拷贝

请求头:包含了目的进程、大小等等参数,这些参数占了8K

编译器生成的AIDL的java接口.Stub.onTransact()为数据接收处;

Binder中的IPC机制:

  • 每个App进程启动时会在内核空间中映射一块1M-8K的内存

  • 服务端A的服务注册到ServiceManager中:服务注册

  • 客户端B想要调用服务端A的服务,就去请求ServiceManager

  • ServiceManager去让服务端A实例化服务:服务发现

  • 返回一个用来发送数据的对象BpBinder给到客户端B

  • 客户端B通过BpBinder发送数据到服务端A的内核的映射区域(传参时客户端会传一个reply序列化对象,在底层会将这个地址一层一层往下传,直至传到回调客户端):这里发生了一次通信copy_from_user:服务调用

  • 服务端A通过BBBinder得到数据并处理数据

  • 服务端唤醒客户端等待的线程;将返回结果写入到客户端发送请求时传的一个reply容器地址中,调用onTransact返回;

  • 客户端在onTransac中得到数据;通信结束;

ServiceManager维持了Binder这套通信框架;

1.2.Android Handler

Handler、Message、MessageQueue、Looper;

以下为零散的记录,最后有总结; 内存泄露的本质:

长生命周期对象持有短生命周期对象,导致短生命周期对象销毁不掉;

持有链:

线程>>Looper>>MessageQueue>>Message>>Handler>>Activity;

Message对象的变量target为发送消息的Handler; MessageQueue 队列里放MessageLooper对象里实例化MessageQueue; 一个线程绑定一个Looper

为什么要有handler? 主要目的是要解决线程切换问题,handler里的Message机制解决了线程间通信;

为什么有队列MessageQueueMessageQueue是一个单向链表,next()调用nativePollOnce->lunxepoll_wait()等待实现阻塞时队列;

  • 在单线程中一次只能执行一句代码

  • 假如发送了一个大消息A

  • 处理这个大的消息A

  • 但是处理的太慢了

  • 从而导致其他后续要发送的消息发不出去

  • 因为单线程阻塞到了第3步处理那个消息A的地方

队列的出现解决了"处理消息"阻塞到"发送消息"的问题;

队列是生产者消费者模式;

而要使用队列需要至少两个线程、和一个死循环;

  • 一个线程负责生产消息;

  • 一个线程消费消息;

  • 死循环需要取出放入队列里的消息;

为什么有Looper

为了循环取出队列里的消息;

一个线程有几个Looper,为什么不会有多个?

一个线程一个Looper,放在ThreadLocalMap中;

假如Looper对象由Handler创建,每创建一个Handler就有一个Looper,那么调用Looper.loop()时开启死循环;在外边调用Looper的地方就会阻塞;

主线程中Looper的死循环为什么没有导致系统卡死?

  • 我们的UI线程主线程其实是ActivityThread线程,而一个线程只会有一个Looper;

  • ActivityThread.javamain函数是一个APP进程的入口,如果不卡死,main函数执行完则整个应用进程就会退出;

  • android是以事件为驱动的操作系统,当有事件来时,就去做对应的处理,没有时就显示静态界面;

获取当前线程:Thread.currentThread();

ThreadLocalMap:类似于HashMap;

每个Thread对象都有一个对应的ThreadLocalMap;

Looper.prepare()时,存入Looper,存LooperThreadLocalMap的key为ThreadLocalvalueLooper

内存抖动根本的解决方式是复用;

handler.obtainMessage();

  • Looper的回收池中取Message

  • Message是一个单向链表,Message不是一个单纯的对象,而是一个链表集合

  • 最大长度固定50个

    Linux函数:
    epoll_create:App注册进红黑树中,拿到一个事件fd的值; epoll_ctl:注册事件类型,监听fd是否改变(Linux中事件都会被写入文件中,如触摸屏幕事件会写入到:dev/input/event0文件中),fd有改变时唤醒epoll_wait
    epoll_wait:有事件时就分发,没事件就阻塞

总结: handler如何做的线程切换的? 首先Handler的使用步骤:

  • 调用Looper.prepare();

  • 创建Handler对象;

  • 调用Looper.Loop()方法。

  • 线程中发送消息。

在第一步时,创建一个Looper,并放到当前线程的变量threadLocals中;threadLocals是一个map,key为ThreadLocal对象本身,value为Looper;在Looper.loop()时取出;

第二步,用户在当前线程(可能是子线程)创建Handler对象;

第三步,Looper.loop()一直在死循环,Looper.loop()这句代码下面的代码是不会被调用的,调用Looper.loop()函数时,先从当前线程的map变量中取出Looper,再从Looper中拿到队列MessageQueue,for循环中不断从队列中取出消息;

第四步,在其他线程调用handler发送消息时,Message里有个target,就是发送消息的handler;

Looper.loop()时,队列中取到消息时,调用msg.target.dispatchMessage(msg);其实就是handler对象.dispatchMessage(msg);

所以不论在哪个线程调用发送消息,都会调用到handler自己分发消息;而handler所处的线程是创建时的“当前线程”,所以处理时也就回到了“当前线程”;实现了线程切换,和线程通信;

Looper的死循环为什么不会让主线程卡死(或ANR)? 简单版:

  • 我们的UI线程主线程其实是ActivityThread所在的线程,而一个线程只会有一个Looper;

  • ActivityThread.javamain函数是一个APP进程的入口,如果不一直循环,则在main函数执行完最后一行代码后整个应用进程就会退出;

  • android是以事件为驱动的操作系统,当有事件来时,就去做对应的处理,没有时就显示静态界面;

  • ANR发生条件是:
    Activity:5 秒。应用在 5 秒内未响应用户的输入事件(如按键或者触摸)
    BroadCastReceiver :10 秒。BroadcastReceiver 未在 10 秒内完成相关的处理
    Service:20 秒(均为前台)。Service 在20 秒内无法处理完成

  • 如果Handler收到以上三个相应事件在规定时间内完成了,则移除消息,不会ANR;若没完成则会超时处理,弹出ANR对话框;

详细:

  1. App进程的入口为ActivityThread.java的main()函数,注意ActivityThread不是一个线程;

  2. 应用的ui主线程实际是调用ActivityThread.java的main()函数执行时所在的线程,而这个线程对我们不可见,但是这就是主线程;参考:

  3. ActivityThread.javamain()函数中,会调用Looper.prepareMainLooper();

  4. Looper.prepareMainLooper()会创建一个Looper并放到当前线程(主线程)的变量threadLocals中进行绑定,threadLocals是一个ThreadLocal.ThreadLocalMap;

  5. ActivityThread.javamain()函数结尾,开启Looper.loop()进行死循环,不让main函数结束,从而让App进程不会结束;

  6. Android系统是以事件作为驱动的操作系统,当有事件来时,就去做对应处理,没有事件时,就显示当前界面,不做其他多余操作(浪费资源);

  7. Looper.loop()的死循环中,不仅要取用户发的事件,还要取系统内核发的事件(如屏幕亮度改变等等);

  8. 在调用Looper.loop()时,从MessageQueue.next()中获取事件,若没有则阻塞,有则分发;

  9. MessageQueue其实不是一个队列,用epoll机制实现了阻塞;

  10. Looper.prepareMainLooper()时,调用c++函数epoll_create()会将App注册进epoll机制的红黑树中得到fd的值,epoll_ctl()给每个App注册事件类型并监听fd值是否改变,fd有改变时唤醒epoll_wait;

  11. epoll_wait()有事件时就分发,没事件就阻塞

子线程的Looper和子线程Looper有什么不同?

子线程Looper是可以退出的,主线程不行;

1.3.LiveData事件机制

LiveDate事件事件一共有以下内容:

LiveDate粘性事件Framework源码分析
Jetpack中的状态机是如何管理生命周期
Hook实现LiveDate非粘性功能
LiveDate递归调用源码是如何做容错的

1.3.1.liveData粘性事件
粘性事件:相对比普通事件,粘性事件支持先发送事件,再去注册订阅者。一旦完成订阅动作,这个订阅者就会接收到该粘性事件。
所以粘性其实就可以理解为观察者模式的升级,让观察者与被观察者对象之间更加的粘合。

举个栗子,我们利用liveData来做APP的全局状态管理

object GlobalState 
       val jcTestNumberLd: MutableLiveData<Int> = MutableLiveData<Int>()

   

然后在 Fragment 以及 Activity 中观察该 jcTestNumberLd

/** 观察 GlobalState 的 Activity */
  class JcTestActivity : BaseVmDbActivity<MainViewModel, ActivityJcTestBinding>() 

      override fun initView() 
          viewBinding.incButton.setOnClickListener 
              GlobalState.jcTestNumberLd.value =
                  if (GlobalState.jcTestNumberLd.value == null) 
                      1
                   else 
                      GlobalState.jcTestNumberLd.value!!.toInt().inc()
                  
          
      

      override fun initObserve() 
          GlobalState.jcTestNumberLd.observe(this, 
              Log.e(TAG, "initObserve: jctestNumber = $it")
          )

      

      ........
  

  /** 观察 GlobalState 的 Fragment */
  class EventFragment : BaseVmDbFragment<EventViewModel, FragmentEventBinding>() 

      override fun setObservers() 
          GlobalState.jcTestNumberLd.observe(viewLifecycleOwner, 
              Log.e(TAG, "setObservers: jctestNumber = $it", )
          )
      

      ........
  

注意:这里例子中的 EventFragment 并不是关联到 JcTestActivity 的。用户会先进入到 JcTestActivity,然后由用户控制进入到另一个Activity中,加载 EventFragment

我们来执行一下以下五步操作,来看一下输出的日志。

  • 当我们第一次进入 JcTestActivity 时,注册了观察者,没有接收到观察事件,所以也就不会执行观察动作。
  • 然后我们点击自增按钮为jcTestNumberLd 赋予新值,接收到观察事件,执行观察动作,输出 1。
  • 再次点击自增按钮,有观察事件,执行观察动作,输出 2。
  • 再次点击自增按钮,有观察事件,执行观察动作,输出 3。
  • 然后我们到 EventFragment 中,注册新的观察者,发现直接接收到观察事件,执行观察动作,输出 3。

输出结果

E/JcTestActivity: initObserve: jctestNumber = 1
  E/JcTestActivity: initObserve: jctestNumber = 2
  E/JcTestActivity: initObserve: jctestNumber = 3

  E/EventFragment: setObservers: jctestNumber = 3

这就是粘性事件!所以说,LiveData是粘性的。

1.3.2.LiveData 是怎么实现粘性的呢?
在知道LiveData是粘性后,我不经问自己:它是怎么实现粘性的呢?

这里我们先来回顾一下EventBus粘性事件的实现原理。

EventBus在发送粘性事件时,会将这粘性事件存到一个叫做 stickyEvents 的集合中,然后等注册订阅新的观察者对象时,会去遍历该集合中的粘性事件,如果有找到对应的粘性事件,就将该粘性事件发送给该观察者。(如果你对EventBus粘性事件不熟悉,可以点击EventBus 源码解析(很细 很长)进一步了解学习。)

LiveData是不是也是以同样的原理来实现粘性的呢?

public LiveData(T value) 
      mData = value;
      mVersion = START_VERSION + 1;
  

  /**
   * Creates a LiveData with no value assigned to it.
   */
  public LiveData() 
      mData = NOT_SET;
      mVersion = START_VERSION;
  

LiveData 的构造函数中可以发现有一个 mVersion 参数,它代表着 LiveData 的版本号,每当我们进行 setValue 时,都会让 mVersion 进行自增。

另外,ObserverWrapper 这个观察者包装类中也有一个 int mLastVersion = START_VERSION 版本号。

这两个版本号分别是被观察者对象与观察者对象的版本号,那这二者之间又有什么关系呢?

在判断是否通知观察者的 considerNotify(ObserverWrapper observer)方法中,会对这两个版本号进行比较。

private void considerNotify(ObserverWrapper observer) 
      ...省略代码...

     //如果观察者的版本号 >= LiveData的版本号,就说明该观察者已经接收过该观察事件,也就不再分发。
      if (observer.mLastVersion >= mVersion) 
          return;
      
      //反之,分发观察事件给该观察者,让其执行对应的观察动作,并更新观察者的版本号
      observer.mLastVersion = mVersion;
      observer.mObserver.onChanged((T) mData);
  

概括一下:根据比对观察者对象的版本号与LiveData的版本号来判断是否分发当前版本的数据给该观察者。如果观察者对象的版本号大于等于LiveData的版本号,也就说明该观察者已经接收过当前版本的数据了,也就不需要再次分发了(等待下一次数据更新)。反之,则分发当前版本的数据给该观察者,让其执行对应的观察动作,并更新观察者的版本号,也就是更新为LiveData的版本号。

1.3.3.Google为何要将LiveData设计成粘性的
LiveData 是可观察的数据存储器类,这样也就意味着存储在LiveData中的数据是会更新的,既然是会更新的,那必定就会存在状态,即最新数据状态。

所以,当数据状态发生改变时(数据发生了更新),LiveData需要告诉所有处于活跃状态的观察者, 让其同步更新数据。这应该很好理解了,因为这就是普通事件,先注册观察者,再去更新被观察者对象,触发观察事件。

那这时,你再去新注册一个观察者对象,你认为它需不需要知道此时LiveData最新的数据呢?

答案是:需要。

因为所有的观察者,都只需要知道LiveData中存储的数据,而且是最新数据。不管我是新注册的观察者,只要你LiveData有了最新数据,就需要告诉我。而关于有无新数据,从代码上体现出来的就是,LiveData.mVersion > Observer.mLastVersion

这也就是粘性事件,先更新被观察者对象,触发观察事件,再去注册观察者,观察者会直接接收到该观察事件,执行对应的观察动作。

它的功能属性导致其只能是粘性的。

1.3.4.LiveData订阅与数据分发
使用

public class LiveDataActivity extends AppCompatActivity 
 
      MutableLiveData liveData= new MutableLiveData<String>();
 
      void liveDataTest()
          //  任何线程都可以发送数据
          liveData.postValue("postValue");
          // 只有主线程可以发送数据
          // liveData.setValue("setValue")
      
 
      void observeTest()
          //订阅
          liveData.observe(this, new Observer<String>() 
              @Override
              public void onChanged(String data) 
                  //收到数据data
              
          );
          //可以有多个订阅
          liveData.observe(this, new Observer<String>() 
              @Override
              public void onChanged(String data) 
                  //收到数据data
              
          );
      
  

阶段一
postValue:

protected void postValue(T value) 
        boolean postTask;
        synchronized (mDataLock) 
            postTask = mPendingData == NOT_SET;
            mPendingData = value;
        
        if (!postTask) 
            return;
        
        ArchTaskExecutor.getInstance().postToMainThread(mPostValueRunnable);
    
  • 将用户发送的数据给到一个 mPendingData 的变量;
  • 切换到主线程
  • 执行了一个mPostValueRunnable

mPostValueRunnable:

volatile Object mPendingData = NOT_SET;
    private int mVersion;
 
    private final Runnable mPostValueRunnable = new Runnable() 
        @SuppressWarnings("unchecked")
        @Override
        public void run() 
            Object newValue;
            synchronized (mDataLock) 
                newValue = mPendingData;
                mPendingData = NOT_SET;
            
            setValue((T) newValue);
        
    ;
  • mPostValueRunnable中将mPendingData给到了新的临时变量newValue
  • mPendingData的值置为空;
  • 调用setValue(newValue);

setValue:

private volatile Object mData;
 
    private int mVersion;    
 
    @MainThread
    protected void setValue(T value) 
        assertMainThread("setValue");
        mVersion++;
        mData = value;
        dispatchingValue(null);
    
  • 将数据版本mVersion +1;
  • 将发送的数据给到了mData;
  • 调用分发数据dispatchingValue

看到这里发现,数据其实最后存到了mData中;若想发送订阅消息,肯定得添加订阅者;

阶段二
添加订阅者,observe():

/用户使用:
        //liveData.observe(this@LiveDataActivity,
        //    
        //)
 
    private SafeIterableMap<Observer<? super T>, ObserverWrapper> mObservers =
            new SafeIterableMap<>();
    
 
    @MainThread
    public void observe(@NonNull LifecycleOwner owner, @NonNull Observer<? super T> observer) 
        assertMainThread("observe");
        //如果被观察者的生命周期是DESTROYED,就不添加订阅者
        if (owner.getLifecycle().getCurrentState() == DESTROYED) 
            // ignore
            return;
        
        
        LifecycleBoundObserver wrapper = new LifecycleBoundObserver(owner, observer);
        ObserverWrapper existing = mObservers.putIfAbsent(observer, wrapper);
       
        ...
 
        owner.getLifecycle().addObserver(wrapper);
    
  • 将有生命周期的Activity和订阅者Observer传了进来;
  • 判断Activity的生命周期;
  • ActivityObserver封装为一个LifecycleBoundObserver对象;
  • LifecycleBoundObserver放到了mObservers这个Map集合中;
  • mapkey为观察者,value为封装了activity和观察者Observer的对象LifecycleBoundObserver

LifecycleBoundObserver及它的父类ObserverWrapper

class LifecycleBoundObserver extends ObserverWrapper implements LifecycleEventObserver 
        @NonNull
        final LifecycleOwner mOwner;
 
        LifecycleBoundObserver(@NonNull LifecycleOwner owner, Observer<? super T> observer) 
            super(observer);
            mOwner = owner;
        
 
        ...
 
        @Override
        public void onStateChanged(@NonNull LifecycleOwner source,
                @NonNull Lifecycle.Event event) 
            Lifecycle.State currentState = mOwner.getLifecycle().getCurrentState();
            if (currentState == DESTROYED) 
                removeObserver(mObserver);
                return;
            
            Lifecycle.State prevState = null;
            while (prevState != currentState) 
                prevState = currentState;
                activeStateChanged(shouldBeActive());
                currentState = mOwner.getLifecycle().getCurrentState();
            
        
 
        ...
 
        @Override
        void detachObserver() 
            mOwner.getLifecycle().removeObserver(this);
        
    
 
 
 
 
    //ObserverWrapper
 
    private abstract class ObserverWrapper 
        //传进来的观察者放这里了
        final Observer<? super T> mObserver;
 
        boolean mActive;
        int mLastVersion = START_VERSION;
 
        ObserverWrapper(Observer<? super T> observer) 
            mObserver = observer;
        
        
        ...
 
        void activeStateChanged(boolean newActive) 
            if (newActive == mActive) 
                return;
            
 
            mActive = newActive;
            changeActiveCounter(mActive ? 1 : -1);
            if (mActive) 
                dispatchingValue(this);
            
        
   
  • 将有生命周期的Activity给到了LifecycleBoundObservermOwner
  • 将观察者给到了LifecycleBoundObserver的父类ObserverWrappermObserver
  • 其实LifecycleBoundObserver就可以获取到ActivitymObserver
  • 上一步,看到将封装后的LifecycleBoundObserver放到了mObservers这个map中;
  • mapkey为观察者,value为封装了activity和观察者Observer的对象LifecycleBoundObserver

阶段三:
分发
在阶段一setValue()时,调用了dispatchingValue(null);

void dispatchingValue(@Nullable ObserverWrapper initiator) 
        if (mDispatchingValue) 
            mDispatchInvalidated = true;
            return;
        
        mDispatchingValue = true;
        do 
            mDispatchInvalidated = false;
            if (initiator != null) 
                considerNotify(initiator);
                initiator = null;
             else 
                for (Iterator<Map.Entry<Observer<? super T>, ObserverWrapper>> iterator =
                        mObservers.iteratorWithAdditions(); iterator.hasNext(); ) 
                    considerNotify(iterator.next().getValue());
                    if (mDispatchInvalidated) 
                        break;
                    
                
            
         while (mDispatchInvalidated);
 
        mDispatchingValue = false;
    
 
 
 
 
    private void considerNotify(ObserverWrapper observer) 
        if (!observer.mActive) 
            return;
        
        ...
 
        if (observer.mLastVersion >= mVersion) 
            return;
        
        observer.mLastVersion = mVersion;
        observer.mObserver.onChanged((T) mData);
    
  • 当为null时,走到了for循环
  • 循环取出map中的value,而value就是LifecycleBoundObserver
  • LifecycleBoundObserver中有mObservermObserver就是用户传的观察者;
  • mObserver.onChanged((T) mData);
  • 完成了“主动”分发;

参考内容
1.腾讯Android开发笔记
2.2022年Android十一位大厂面试真题
3.60道音视频经典面试题

以上是关于怒肝Framework通信篇合集;Handler+Binder+LiveData事件机制的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

Framework | 探索Handler的设计思想

Framework | 探索Handler的设计思想

Framework源码面试六部曲:2.Binder通信机制

硬不硬核,你说了算,怒肝Android Framework学习路线一条龙!(万字长文+视频资源)

Framework源码面试六部曲:3.Handler面试集合

Handler+Binder;看完这一篇就理解了