Android学习总结之扩展基础篇（一）

一、IdleHandler工作原理

1. IdleHandler 接口定义

IdleHandler 是 MessageQueue 类中的一个接口，定义如下：

public static interface IdleHandler {/*** 当消息队列空闲时会调用此方法。* @return 如果返回 true，则该 IdleHandler 会保留在消息队列中，下次空闲时会再次调用；*         如果返回 false，则该 IdleHandler 会从消息队列中移除。*/boolean queueIdle();
}

2. IdleHandler 的添加

要使用 IdleHandler，需要通过 MessageQueue 的 addIdleHandler() 方法将其添加到消息队列中。以下是 addIdleHandler() 方法的源码：

// MessageQueue.java
public void addIdleHandler(@NonNull IdleHandler handler) {if (handler == null) {throw new NullPointerException("Can't add a null IdleHandler");}synchronized (this) {mIdleHandlers.add(handler);}
}

从源码可以看出，addIdleHandler() 方法会将传入的 IdleHandler 实例添加到 mIdleHandlers 列表中。mIdleHandlers 是一个 ArrayList<IdleHandler> 类型的列表，用于存储所有添加的 IdleHandler。

3. 消息队列空闲状态的判断

Looper 在从 MessageQueue 中取出消息时，会调用 MessageQueue 的 next() 方法。next() 方法会判断消息队列是否空闲，以下是 next() 方法的部分源码：

// MessageQueue.java
Message next() {// ... 其他代码 ...int nextPollTimeoutMillis = 0;for (;;) {// ... 其他代码 ...nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);synchronized (this) {// ... 其他代码 ...// 获取队列中的下一条消息Message msg = mMessages;if (msg != null && msg.target == null) {// 如果消息没有目标 Handler，继续查找下一条消息do {prevMsg = msg;msg = msg.next;} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());}if (msg != null) {if (now < msg.when) {// 如果消息还未到执行时间，计算需要等待的时间nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);} else {// 消息可以执行，从队列中移除该消息mBlocked = false;if (prevMsg != null) {prevMsg.next = msg.next;} else {mMessages = msg.next;}msg.next = null;if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);msg.markInUse();return msg;}} else {// 队列中没有消息，设置为无限期等待nextPollTimeoutMillis = -1;}// ... 其他代码 ...// 如果队列中没有消息或者下一条消息还未到执行时间，认为队列空闲if (pendingIdleHandlerCount < 0&& (mMessages == null || now < mMessages.when)) {pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();}if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {// 没有 IdleHandler 或者队列不空闲，继续等待mBlocked = true;continue;}// ... 其他代码 ...}// ... 其他代码 ...}
}

从源码可以看出，当队列中没有消息或者下一条消息的执行时间还未到时，MessageQueue 会认为队列处于空闲状态，并开始处理 IdleHandler。

4. IdleHandler 的执行

当 MessageQueue 处于空闲状态时，会在 next() 方法中依次调用存储在 mIdleHandlers 列表中的所有 IdleHandler 的 queueIdle() 方法。以下是相关源码：

// MessageQueue.java
Message next() {// ... 其他代码 ...int pendingIdleHandlerCount = -1;for (;;) {// ... 其他代码 ...if (pendingIdleHandlerCount < 0&& (mMessages == null || now < mMessages.when)) {pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();}if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {// 没有 IdleHandler 或者队列不空闲，继续等待mBlocked = true;continue;}if (mPendingIdleHandlers == null) {mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];}mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);}// 执行 IdleHandlerfor (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];mPendingIdleHandlers[i] = null; // 防止内存泄漏boolean keep = false;try {keep = idler.queueIdle();} catch (Throwable t) {Log.wtf(TAG, "IdleHandler threw exception", t);}if (!keep) {synchronized (this) {mIdleHandlers.remove(idler);}}}// ... 其他代码 ...return null;
}

从源码可以看出，MessageQueue 会将 mIdleHandlers 列表中的 IdleHandler 复制到 mPendingIdleHandlers 数组中，然后依次调用每个 IdleHandler 的 queueIdle() 方法。根据 queueIdle() 方法的返回值决定是否保留该 IdleHandler：

• 如果返回 true，则该 IdleHandler 会保留在 mIdleHandlers 列表中，下次消息队列空闲时会再次调用。
• 如果返回 false，则该 IdleHandler 会从 mIdleHandlers 列表中移除。

总结

   IdleHandler 是 Android 消息机制中的一个重要特性，它允许开发者在消息队列空闲时执行特定任务。其工作原理主要包括：通过 addIdleHandler() 方法将 IdleHandler 添加到 MessageQueue 的 mIdleHandlers 列表中；Looper 在从 MessageQueue 中取出消息时，MessageQueue 的 next() 方法会判断队列是否空闲；当队列空闲时，会依次调用 mIdleHandlers 列表中的所有 IdleHandler 的 queueIdle() 方法，并根据返回值决定是否保留该 IdleHandler。通过这种方式，IdleHandler 可以在不影响主线程正常消息处理的前提下，执行一些低优先级的任务，从而优化应用的性能。

二、IntentService的工作原理

IntentService 是 Android 中的一个特殊服务，继承自 Service 类，它结合了 Service 和 HandlerThread 的特性，用于在后台线程执行异步任务，并且在任务完成后自动停止服务。以下详细介绍其工作原理。

1. 继承关系与构造函数

IntentService 继承自 Service，这意味着它拥有 Service 的生命周期方法。当创建 IntentService 的子类时，必须实现一个构造函数并调用父类的构造函数，传入一个用于标识该服务的名称。这个名称主要用于日志记录和调试。

import android.app.IntentService;
import android.content.Intent;public class MyIntentService extends IntentService {public MyIntentService() {super("MyIntentService");}@Overrideprotected void onHandleIntent(Intent intent) {// 处理传入的 Intent}
}

2. 内部的 HandlerThread

在 IntentService 的构造函数被调用后，它会创建一个 HandlerThread。HandlerThread 是一个带有 Looper 的线程，这使得它可以处理消息队列。IntentService 利用这个 HandlerThread 来执行后台任务，避免在主线程中执行耗时操作导致界面卡顿。

// IntentService.java 部分源码
public IntentService(String name) {super();mName = name;
}@Override
public void onCreate() {super.onCreate();HandlerThread thread = new HandlerThread("IntentService[" + mName + "]");thread.start();mServiceLooper = thread.getLooper();mServiceHandler = new ServiceHandler(mServiceLooper);
}

3. ServiceHandler 与消息处理

IntentService 创建了一个 ServiceHandler 类，它继承自 Handler，并使用 HandlerThread 的 Looper 来处理消息。当有新的 Intent 被发送到 IntentService 时，onStartCommand 方法会将这个 Intent 封装成一个消息发送给 ServiceHandler。

// IntentService.java 部分源码
private final class ServiceHandler extends Handler {public ServiceHandler(Looper looper) {super(looper);}@Overridepublic void handleMessage(Message msg) {onHandleIntent((Intent)msg.obj);stopSelf(msg.arg1);}
}@Override
public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {Message msg = mServiceHandler.obtainMessage();msg.arg1 = startId;msg.obj = intent;mServiceHandler.sendMessage(msg);return mRedelivery ? START_REDELIVER_INTENT : START_NOT_STICKY;
}

4. onHandleIntent 方法

ServiceHandler 接收到消息后，会调用 onHandleIntent 方法，并将 Intent 作为参数传递进去。开发者需要在 onHandleIntent 方法中实现具体的异步任务逻辑。这个方法运行在 HandlerThread 的线程中，因此可以执行耗时操作。

@Override
protected void onHandleIntent(Intent intent) {// 执行耗时任务，例如网络请求、文件读写等if (intent != null) {String action = intent.getAction();if (ACTION_FOO.equals(action)) {// 处理特定的操作}}
}

5. 任务完成后自动停止服务

当 onHandleIntent 方法执行完毕后，ServiceHandler 会调用 stopSelf(int startId) 方法来停止服务。startId 是一个唯一标识，用于确保只有当所有的 Intent 都被处理完毕后才停止服务。如果在处理过程中有新的 Intent 被发送进来，IntentService 会继续处理这些新的 Intent，直到所有任务都完成。

6. 总结

• 创建 HandlerThread：在 onCreate 方法中创建一个 HandlerThread，并启动它，获取其 Looper。
• 创建 ServiceHandler：使用 HandlerThread 的 Looper 创建 ServiceHandler，用于处理消息。
• 接收 Intent：在 onStartCommand 方法中，将 Intent 封装成消息并通过 ServiceHandler 发送出去。
• 处理 Intent：ServiceHandler 接收到消息后，调用 onHandleIntent 方法处理 Intent。
• 停止服务：在 onHandleIntent 方法处理完成后，调用 stopSelf(int startId) 方法停止服务。
• 销毁服务：在 onDestroy 方法中，停止 HandlerThread 的 Looper。

通过这种方式，IntentService 提供了一种简单方便的方式来在后台线程执行异步任务，并且在任务完成后自动清理资源。