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android源碼解讀

發布時間:2022-11-29 06:43:56

❶ 從零開始仿寫一個抖音App——android繪制機制以及Surface家族源碼全解析

本篇文章分為以下章節,讀者可以按需閱讀

閱讀須知

圖1就是 Android 屏幕顯示的抽象示意圖,這里我來解釋一下:

Android 的兩種常用繪圖機制:

其實源碼的主要流程都在圖3中,我下面講的東西算是對圖3的補充和說明。另外強烈建議結合 Android 源碼閱讀本章節。

**這里我們以 View 的創建流程為例,講述一下 Surface 在這個過程中的創建流程,Surface 的創建流程如圖5所示。 **

我們都知道 Surface 可以通過 lockCanvas 和 unlockCanvasAndPost 這兩個 api 來再通過 Canvas 來繪制圖像,這一節我就通過這兩個 api 來講講 Surface 的繪制流程,整個流程如圖6所示。

圖7是 ST 與 Surface、SV、TV 等等組件結合的概覽圖,我這里簡單解釋一下:

我將根據圖8的流程來講解 ST 的創建與使用

和前面一樣,本小節接下來的分析也都是順著圖9來的

❷ Android源碼解析RPC系列(一)---Binder原理

看了幾天的Binder,決定有必要寫一篇博客,記錄一下學習成果,Binder是Android中比較綜合的一塊知識了,目前的理解只限於java層。首先Binder是幹嘛用的?不用說,跨進程通信全靠它,操作系統的不同進程之間,數據不共享,對於每個進程來說,它都天真地以為自己獨享了整個系統,完全不知道其他進程的存在,進程之間需要通信需要某種系統機制才能完成,在Android整個系統架構中,採用了大量的C/S架構的思想,所以Binder的作用就顯得非常重要了,但是這種機制為什麼是Binder呢?在Linux中的RPC方式有管道,消息隊列,共享內存等,消息隊列和管道採用存儲-轉發方式,即數據先從發送方緩存區拷貝到內核開辟的緩存區中,然後再從內核緩存區拷貝到接收方緩存區,這樣就有兩次拷貝過程。共享內存不需要拷貝,但控制復雜,難以使用。Binder是個折中的方案,只需要拷貝一次就行了。其次Binder的安全性比較好,好在哪裡,在下還不是很清楚,基於安全性和傳輸的效率考慮,選擇了Binder。Binder的英文意思是粘結劑,Binder對象是一個可以跨進程引用的對象,它的實體位於一個進程中,這個進程一般是Server端,該對象提供了一套方法用以實現對服務的請求,而它的引用卻遍布於系統的各個進程(Client端)之中,這樣Client通過Binder的引用訪問Server,所以說,Binder就像膠水一樣,把系統各個進程粘結在一起了,廢話確實有點多。

為了從而保障了系統的安全和穩定,整個系統被劃分成內核空間和用戶空間
內核空間:獨立於普通的應用程序,可以訪問受保護的內存空間,有訪問底層硬體設備的所有許可權。
用戶空間:相對與內核空間,上層運用程序所運行的空間就是用戶空間,用戶空間訪問內核空間的唯一方式就是系統調用。一個4G的虛擬地址空間,其中3G是用戶空間,剩餘的1G是內核空間。如果一個用戶空間想與另外一個用戶空間進行通信,就需要內核模塊支持,這個運行在內核空間的,負責各個用戶進程通過Binder通信的內核模塊叫做Binder驅動,雖然叫做Binder驅動,但是和硬體並沒有什麼關系,只是實現方式和設備驅動程序是一樣的,提供了一些標准文件操作。

在寫AIDL的時候,一般情況下,我們有兩個進程,一個作為Server端提供某種服務,然後另外一個進程作為Client端,連接Server端之後,就 可以使用Server裡面定義的服務。這種思想是一種典型的C/S的思想。值得注意的是Android系統中的Binder自身也是C/S的架構,也有Server端與Client端。一個大的C/S架構中,也有一個小的C/S架構。

先籠統的說一下,在整個Binder框架中,由系列組件組成,分別是Client、Server、ServiceManager和Binder驅動程序,其中Client、Server和ServiceManager運行在用戶空間,Binder驅動程序運行內核空間。運行在用戶空間中的Client、Server和ServiceManager,是在三個不同進程中的,Server進程中中定義了服務提供給Client進程使用,並且Server中有一個Binder實體,但是Server中定義的服務並不能直接被Client使用,它需要向ServiceManager注冊,然後Client要用服務的時候,直接向ServiceManager要,ServiceManager返回一個Binder的替身(引用)給Client,這樣Client就可以調用Server中的服務了。

場景 :進程A要調用進程B裡面的一個draw方法處理圖片。

分析 :在這種場景下,進程A作為Client端,進程B做為Server端,但是A/B不在同一個進程中,怎麼來調用B進程的draw方法呢,首先進程B作為Server端創建了Binder實體,為其取一個字元形式,可讀易記的名字,並將這個Binder連同名字以數據包的形式通過Binder驅動發送給ServiceManager,也就是向ServiceManager注冊的過程,告訴ServiceManager,我是進程B,擁有圖像處理的功能,ServiceManager從數據包中取出名字和引用以一個注冊表的形式保留了Server進程的注冊信息。為什麼是以數據包的形式呢,因為這是兩個進程,直接傳遞對象是不行滴,只能是一些描述信息。現在Client端進程A聯系ServiceManager,說現在我需要進程B中圖像處理的功能,ServiceManager從注冊表中查到了這個Binder實體,但是呢,它並不是直接把這個Binder實體直接給Client,而是給了一個Binder實體的代理,或者說是引用,Client通過Binder的引用訪問Server。分析到現在,有個關鍵的問題需要說一下,ServiceManager是一個進程,Server是另一個進程,Server向ServiceManager注冊Binder必然會涉及進程間通信。當前實現的是進程間通信卻又要用到進程間通信,這就好象蛋可以孵出雞前提卻是要找只雞來孵蛋,確實是這樣的,ServiceManager中預先有了一個自己的Binder對象(實體),就是那隻雞,然後Server有個Binder對象的引用,就是那個蛋,Server需要通過這個Binder的引用來實現Binder的注冊。雞就一隻,蛋有很多,ServiceManager進程的Binder對象(實體)僅有一個,其他進程所擁有的全部都是它的代理。同樣一個Server端Binder實體也應該只有一個,對應所有Client端全部都是它的代理。

我們再次理解一下Binder是什麼?在Binder通信模型的四個角色裡面;他們的代表都是「Binder」,一個Binder對象就代表了所有,包括了Server,Client,ServiceManager,這樣,對於Binder通信的使用者而言,不用關心實現的細節。對Server來說,Binder指的是Binder實體,或者說是本地對象,對於Client來說,Binder指的是Binder代理對象,也就是Binder的引用。對於Binder驅動而言,在Binder對象進行跨進程傳遞的時候,Binder驅動會自動完成這兩種類型的轉換。

簡單的總結一下,通過上面一大段的分析,一個Server在使用的時候需要經歷三個階段

1、定義一個AIDL文件
Game.aidl

GameManager .aidl

2、定義遠端服務Service
在遠程服務中的onBind方法,實現AIDL介面的具體方法,並且返回Binder對象

3、本地創建連接對象

以上就是一個遠端服務的一般套路,如果是在兩個進程中,就可以進程通信了,現在我們分析一下,這個通信的流程。重點是GameManager這個編譯生成的類。

從類的關系來看,首先介面GameManager 繼承 IInterface ,IInterface是一個介面,在GameManager內部有一個內部類Stub,Stub繼承了Binder,(Binder實現了IBinder),並且實現了GameManager介面,在Stub中還有一個內部類Proxy,Proxy也實現了GameManager介面,一個整體的結構是這樣的

現在的問題是,Stub是什麼?Proxy又是什麼?在上面說了在Binder通信模型的四個角色裡面;他們的代表都是「Binder」,一個Binder對象就代表了所有,包括了Server,Clinet,ServiceManager,為了兩個進程的通信,系統給予的內核支持是Binder,在抽象一點的說,Binder是系統開辟的一塊內存空間,兩個進程往這塊空間裡面讀寫數據就行了,Stub從Binder中讀數據,Proxy向Binder中寫數據,達到進程間通信的目的。首先我們分析Stub。

Stub 類繼承了Binder ,說明了Stub有了跨進程傳輸的能力,實現了GameManager介面,說明它有了根據游戲ID查詢一個游戲的能力。我們在bind一個Service之後,在onServiceConnecttion的回調裡面,就是通過asInterface方法拿到一個遠程的service的。

asInterface調用queryLocalInterface。

mDescriptor,mOwner其實是Binder的成員變數,Stub繼承了Binder,在構造函數的時候,對著兩個變數賦的值。

如果客戶端和服務端是在一個進程中,那麼其實queryLocalInterface獲取的就是Stub對象,如果不在一個進程queryLocalInterface查詢的對象肯定為null,因為不同進程有不同虛擬機,肯定查不到mOwner對象的,所以這時候其實是返回的Proxy對象了。拿到Stub對象後,通常在onServiceConnected中,就把這個對象轉換成我們多定義AIDL介面。

比如我們這里會轉換成GameManager,有了GameManager對象,就可以調用後querryGameById方法了。如果是一個進程,那直接調用的是自己的querryGameById方法,如果不是一個進程,那調用了就是代理的querryGameById方法了。

看到其中關鍵的一行是

mRemote就是一個IBinder對象,相對於Stub,Proxy 是組合關系(HAS-A),內部有一個IBinder對象mRemote,Stub是繼承關系(IS-A),直接實現了IBinder介面。

transact是個native方法,最終還會回掉JAVA層的onTransact方法。

onTransact根據調用號(每個AIDL函數都有一個編號,在跨進程的時候,不會傳遞函數,而是傳遞編號指明調用哪個函數)調用相關函數;在這個例子裡面,調用了Binder本地對象的querryGameById方法;這個方法將結果返回給驅動,驅動喚醒掛起的Client進程裡面的線程並將結果返回。於是一次跨進程調用就完成了。

***Please accept mybest wishes for your happiness and success ! ***

❸ Android Handler源碼分析

Handler相信安卓開發者都很熟悉了,平常在開發的時候應用場景很多,但是Handler到底是如何發送消息和接收消息的呢,它內部到底做了些什麼工作呢,本篇文章就Handler來分析它的源碼流程

在Handler中有多個發送消息的方法,以下為幾個例子:

第一個不用多說直接發送消息的,延遲時間是0

第二個發送帶有延遲的消息,如果delayMillis 是負數則設置為0

第三個發送消息排在消息隊列的頭部,等待處理

從源碼可以看出來第一個和第二個方法都是調用sendMessageAtTime方法,而sendMessageAtTime方法調用的是enqueueMessage方法,所以它們調用的都是enqueueMessage方法

走到這里我們看到這個msg.target 就是當前Handler,這里之所以這樣寫是為了後面用於消息分發的,這里的queue不會為空,我們來看queue到底在哪裡實例的

在這里看到不僅MessageQueue在這里實例化並且Looper也是在這里實例化的,在這里有個疑問就是mQueue這樣寫會不會為空呢,帶著這個疑問我們後面解答,我們先看Looper中的myLooper方法

發現是從ThreadLocal靜態對象裡面獲取的Looper對象,再看下在哪裡設置的呢

在這里我們看下ThreadLocal是怎麼設置和獲取的,找到set方法和get方法

在這里說明一下一個線程對應一個ThreadLocalMap 一個ThreadLocalMap 對應一個key和value值,key對應的是sThreadLocal,value對應的存儲的Looper對象。接著在這里發現MessageQueue是在這里實例化的,這里有個prepare方法裡面設置的,那到底在哪裡調用的呢。熟悉Activity啟動流程源碼的童鞋都知道,最終Activity啟動流程操作主要是在ActivityThread裡面的,並且Android程序剛開始的入口是ActivityThread的main方法,所以我們查看main方法

我們看到在入口調用了Looper.prepareMainLooper方法,我們直接進入方法

在這里驚奇的發現調用了prepare方法,在下面判斷中保證一個線程中只能有一個Looper對象,否則拋出異常。
走到這里做個總結:

從上面可以看出幾乎所有的發送消息方法都會調用enqueueMessage方法,我們查看MessageQueue中的enqueueMessage方法

這個方法主要是用來存儲消息隊列的,並且通過時間進行有序排序,有了消息之後就通過nativeWake方法這個方法是底層實現的,這個方法是用通過JNI實現的,即在底層通過C實現的,底層在這里就不多說了,不是本篇主要內容。在上面我們在ActivityThread中main方法中調用了Looper.loop()方法,這樣這個方法就被喚醒,接著我們查看此方法到底幹了啥

這個方法是個無限循環方法等待獲取可以處理分發msg消息的,我們重點來看MessageQueue.next()方法

這個方法很重要在這里主要是取出Message返回給Looper.loop()用做消息分發,現在來看Looper.loop()方法中調用的Handler dispatchMessage方法

在這里如果Message 設置了callback 的話,則直接調用 message.callback.run()方法,如果有設置Handler的callback,則也進行分發,如果都沒有的話,那就直接調用handleMessage(Message msg)方法。

做個總結:

最後:

在這里多說幾句為什麼用鏈表結構的方式進行存儲消息,而不用數組的方式呢,熟悉ArrayList源碼的開發者都知道它裡面其實就是以數組的方式進行存儲數據的,而LinkedList是以節點的方式存儲的,相當於二叉樹結構的和鏈表結構類似,所以最終我們知道鏈接結構主要是增加刪除效率高,而數組的方式則是查詢的效率高

❹ Android TV開發焦點移動源碼分析

點可以理解為選中態,在Android TV上起很重要的作用。一個視圖控制項只有在獲得焦點的狀態下,才能響應按鍵的Click事件。
相對於手機上用手指點擊屏幕產生的Click事件, 在TV中通過點擊遙控器的方向鍵來控制焦點的移動。當焦點移動到目標控制項上之後,按下遙控器的確定鍵,才會觸發一個Click事件,進而去做下一步的處理
在處理焦點的時候,有一些基礎的用法需要知道。
首先,一個控制項isFocusable()需要為true才有資格可以獲取到焦點。如果想要在觸摸模式下獲取焦點,需要通過setFocusableInTouchMode(boolean)來設置。也可以直接在xml布局文件中指定:

keyEvent 分發過程:

而當按下遙控器的按鍵時,會產生一個按鍵事件,就是KeyEvent,包含「上」,「下」,「左」,「右」,「返回」,「確定」等指令。焦點的處理就在KeyEvent的分發當中完成。
首先,KeyEvent會流轉到ViewRootImpl中開始進行處理,具體方法是內部類 ViewPostImeInputStage 中的 processKeyEvent :

接下來先看一下KeyEvent在view框架中的分發:

這里也是可以做焦點控制,最好是在 event.getAction() == KeyEvent.ACTION_DOWN 進行.
因為android 的 ViewRootlmpl 的 processKeyEvent 焦點搜索與請求的地方 進行了判斷if (event.getAction() == KeyEvent.ACTION_DOWN)

• 首先ViewGroup會一層一層往上執行父類的dispatchKeyEvent方法,如果返回true那麼父類的dispatchKeyEvent方法就會返回true,也就代表父類消費了該焦點事件,那麼焦點事件自然就不會往下進行分發。
• 然後ViewGroup會判斷mFocused這個view是否為空,如果為空就會return false,焦點繼續往下傳遞;如果不為空,那就會return mFocused的dispatchKeyEvent方法返回的結果。這個mFocused其實是ViewGroup中當前獲取焦點的子View

發現執行了onKeyListener中的onKey方法,如果onKey方法返回true,那麼dispatchKeyEvent方法也會返回true
如果想要修改ViewGroup焦點事件的分發
• 重寫view的dispatchKeyEvent方法
• 給某個子view設置onKeyListener監聽

下面再來看一下如果一個頁面第一次進入,系統是如何確定焦點是定位在哪個view上的

由於DecorView繼承自FrameLayout,這里調用的是ViewGroup的requestFocus

descendantFocusability:
• FOCUS_AFTER_DESCENDANTS:先分發給Child View進行處理,如果所有的Child View都沒有處理,則自己再處理
• FOCUS_BEFORE_DESCENDANTS:ViewGroup先對焦點進行處理,如果沒有處理則分發給child View進行處理
• FOCUS_BLOCK_DESCENDANTS:ViewGroup本身進行處理,不管是否處理成功,都不會分發給ChildView進行處理
因為 PhoneWindow 給 DecoreView 初始化時設置 了 setDescendantFocusability(ViewGroup.FOCUS_AFTER_DESCENDANTS),所以這里默認是FOCUS_AFTER_DESCENDANTS

到此第一次請求焦點的過程基本告一個段落

焦點移動的時候,默認的情況下,會按照一種演算法去找在指定移動方向上最近的鄰居。在一些情況下,焦點的移動可能跟開發者的意圖不符,這時開發者可以在布局文件中使用下面這些XML屬性來指定下一個焦點對象:

在KeyEvent分發中已經知道如果分發過程中event沒有被消耗,就會根據方向搜索以及請求焦點View

流程一:查找用戶指定的下一個焦點

流程二:獲取搜索方向上所有可以獲取焦點的view,使用演算法查找下一個view
addFocusables() 獲取搜索方向上可獲得焦點的view

descendantFocusability屬性決定了ViewGroup和其子view的聚焦優先順序
• FOCUS_BLOCK_DESCENDANTS:viewgroup會覆蓋子類控制項而直接獲得焦點
• FOCUS_BEFORE_DESCENDANTS:viewgroup會覆蓋子類控制項而直接獲得焦點
• FOCUS_AFTER_DESCENDANTS:viewgroup只有當其子類控制項不需要獲取焦點時才獲取焦點
addFocusables 的第一個參數views是由root決定的。在ViewGroup的focusSearch方法中傳進來的root是DecorView,也可以主動調用FocusFinder的findNextFocus方法,在指定的ViewGroup中查找焦點。
FocusFinder.findNextFocus 查找焦點

❺ Android TV 焦點原理源碼解析

相信很多剛接觸AndroidTV開發的開發者,都會被各種焦點問題給折磨的不行。不管是學技術還是學習其他知識,都要學習和理解其中原理,碰到問題我們才能得心應手。下面就來探一探Android的焦點分發的過程。

Android焦點事件的分發是從ViewRootImpl的processKeyEvent開始的,源碼如下:

源碼比較長,下面我就慢慢來講解一下具體的每一個細節。

dispatchKeyEvent方法返回true代表焦點事件被消費了。

ViewGroup的dispatchKeyEvent()方法的源碼如下:

(2)ViewGroup的dispatchKeyEvent執行流程

(3)下面再來瞧瞧view的dispatchKeyEvent方法的具體的執行過程

驚奇的發現執行了onKeyListener中的onKey方法,如果onKey方法返回true,那麼dispatchKeyEvent方法也會返回true

可以得出結論:如果想要修改ViewGroup焦點事件的分發,可以這么干:

注意:實際開發中,理論上所有焦點問題都可以通過給dispatchKeyEvent方法增加監聽來來攔截來控制。

(1)dispatchKeyEvent方法返回false後,先得到按鍵的方向direction值,這個值是一個int類型參數。這個direction值是後面來進行焦點查找的。

(2)接著會調用DecorView的findFocus()方法一層一層往下查找已經獲取焦點的子View。
ViewGroup的findFocus方法如下:

View的findFocus方法

說明:判斷view是否獲取焦點的isFocused()方法, (mPrivateFlags & PFLAG_FOCUSED) != 0 和view 的isFocused()方法是一致的。

其中isFocused()方法的作用是判斷view是否已經獲取焦點,如果viewGroup已經獲取到了焦點,那麼返回本身即可,否則通過mFocused的findFocus()方法來找焦點。mFocused其實就是ViewGroup中獲取焦點的子view,如果mView不是ViewGourp的話,findFocus其實就是判斷本身是否已經獲取焦點,如果已經獲取焦點了,返回本身。

(3)回到processKeyEvent方法中,如果findFocus方法返回的mFocused不為空,說明找到了當前獲取焦點的view(mFocused),接著focusSearch會把direction(遙控器按鍵按下的方向)作為參數,找到特定方向下一個將要獲取焦點的view,最後如果該view不為空,那麼就讓該view獲取焦點。

(4)focusSearch方法的具體實現。

focusSearch方法的源碼如下:

可以看出focusSearch其實是一層一層地網上調用父View的focusSearch方法,直到當前view是根布局(isRootNamespace()方法),通過注釋可以知道focusSearch最終會調用DecorView的focusSearch方法。而DecorView的focusSearch方法找到的焦點view是通過FocusFinder來找到的。

(5)FocusFinder是什麼?

它其實是一個實現 根據給定的按鍵方向,通過當前的獲取焦點的View,查找下一個獲取焦點的view這樣演算法的類。焦點沒有被攔截的情況下,Android框架焦點的查找最終都是通過FocusFinder類來實現的。

(6)FocusFinder是如何通過findNextFocus方法尋找焦點的。

下面就來看看FocusFinder類是如何通過findNextFocus來找焦點的。一層一層往下看,後面會執行findNextUserSpecifiedFocus()方法,這個方法會執行focused(即當前獲取焦點的View)的findUserSetNextFocus方法,如果該方法返回的View不為空,且isFocusable = true && isInTouchMode() = true的話,FocusFinder找到的焦點就是findNextUserSpecifiedFocus()返回的View。

(7)findNextFocus會優先根據XML里設置的下一個將獲取焦點的View ID值來尋找將要獲取焦點的View。

看看View的findUserSetNextFocus方法內部都幹了些什麼,OMG不就是通過我們xml布局裡設置的nextFocusLeft,nextFocusRight的viewId來找焦點嗎,如果按下Left鍵,那麼便會通過nextFocusLeft值里的View Id值去找下一個獲取焦點的View。

可以得出以下結論:

1. 如果一個View在XML布局中設置了focusable = true && isInTouchMode = true,那麼這個View會優先獲取焦點。

2. 通過設置nextFocusLeft,nextFocusRight,nextFocusUp,nextFocusDown值可以控制View的下一個焦點。

Android焦點的原理實現就這些。總結一下:

為了方便同志們學習,我這做了張導圖,方便大家理解~

❻ 怎麼分析一個android應用程序的源碼

一般工程的AndroidManifest.xml里包含下面代碼的是主界面

<intent-filter>
<actionandroid:name="android.intent.action.MAIN"/>

<categoryandroid:name="android.intent.category.LAUNCHER"/>
</intent-filter>

找到主界面後就根據主界面的函數找其他界面的入口,一點一點的分析就好了

❼ ValueAnimator源碼解析-基於Android API30

先上個時序圖,整個調用鏈都在圖里了。

ValueAnimator.java

初始化動畫,並將監聽添加到AnimationHandler

AnimationHandler.java

將Frame監聽添加到Choreographer

Choreographer.java

請求下一個信號,不明白信號的可看 《Android 底層渲染 - 屏幕刷新機制源碼分析》

FrameDisplayEventReceiver.java

當來了信號量後,執行onvsync,發送Handler同步消息,Message的Callback就是FrameDisplayEventReceiver,最終通過Handler執行了FrameDisplayEventReceiver.run()方法

DisplayEventReceiver.java

請求信號量,並分發處理

FrameDisplayEventReceiver.java

處理回調
Choreographer.CallbackRecord.java

執行Frame回調

AnimationHandler.java

幀回調到動畫回調
ValueAnimator.java

整個流程就分析完了。動畫的核心驅動是,利用屏幕的刷新機制,請求信號,然後在通過Handler的同步消息,執行Frame回調。Frame回調中在執行動畫回調。動畫回調中根據時間和動畫插值。計算出最新的動畫值,回調給用戶。ValueAnimation中animateBasedOnTime方法會返回當前動畫是否結束,如果已經結束就移除動畫回調,如果未結束FrameCallback的doFrame中處理完這一幀後,會繼續請求下一個信號量。

❽ [Android源碼分析] - 非同步通信Handler機制

一、問題:在Android啟動後會在新進程里創建一個主線程,也叫UI線程( 非線程安全 )這個線程主要負責監聽屏幕點擊事件與界面繪制。當Application需要進行耗時操作如網路請求等,如直接在主線程進行容易發生ANR錯誤。所以會創建子線程來執行耗時任務,當子線程執行完畢需要通知UI線程並修改界面時,不可以直接在子線程修改UI,怎麼辦?

解決方法:Message Queue機制可以實現子線程與UI線程的通信。

該機制包括Handler、Message Queue、Looper。Handler可以把消息/ Runnable對象 發給Looper,由它把消息放入所屬線程的消息隊列中,然後Looper又會自動把消息隊列里的消息/Runnable對象 廣播 到所屬線程里的Handler,由Handler處理接收到的消息或Runnable對象。

1、Handler

每次創建Handler對象時,它會自動綁定到創建它的線程上。如果是主線程則默認包含一個Message Queue,否則需要自己創建一個消息隊列來存儲。

Handler是多個線程通信的信使。比如在線程A中創建AHandler,給它綁定一個ALooper,同時創建屬於A的消息隊列AMessageQueue。然後在線程B中使用AHandler發送消息給ALooper,ALooper會把消息存入到AMessageQueue,然後再把AMessageQueue廣播給A線程里的AHandler,它接收到消息會進行處理。從而實現通信。

2、Message Queue

在主線程里默認包含了一個消息隊列不需要手動創建。在子線程里,使用Looper.prepare()方法後,會先檢查子線程是否已有一個looper對象,如果有則無法創建,因為每個線程只能擁有一個消息隊列。沒有的話就為子線程創建一個消息隊列。

Handler類包含Looper指針和MessageQueue指針,而Looper里包含實際MessageQueue與當前線程指針。

下面分別就UI線程和worker線程講解handler創建過程:

首先,創建handler時,會自動檢查當前線程是否包含looper對象,如果包含,則將handler內的消息隊列指向looper內部的消息隊列,否則,拋出異常請求執行looper.prepare()方法。

 - 在 UI線程 中,系統自動創建了Looper 對象,所以,直接new一個handler即可使用該機制;

- 在 worker線程 中,如果直接創建handler會拋出運行時異常-即通過查『線程-value』映射表發現當前線程無looper對象。所以需要先調用Looper.prepare()方法。在prepare方法里,利用ThreadLocal<Looper>對象為當前線程創建一個Looper(利用了一個Values類,即一個Map映射表,專為thread存儲value,此處為當前thread存儲一個looper對象)。然後繼續創建handler, 讓handler內部的消息隊列指向該looper的消息隊列(這個很重要,讓handler指向looper里的消息隊列,即二者共享同一個消息隊列,然後handler向這個消息隊列發送消息,looper從這個消息隊列獲取消息) 。然後looper循環消息隊列即可。當獲取到message消息,會找出message對象里的target,即原始發送handler,從而回調handler的handleMessage() 方法進行處理。

 - handler與looper共享消息隊列 ,所以handler發送消息只要入列,looper直接取消息即可。

 - 線程與looper映射表 :一個線程最多可以映射一個looper對象。通過查表可知當前線程是否包含looper,如果已經包含則不再創建新looper。

5、基於這樣的機制是怎樣實現線程隔離的,即在線程中通信呢。 

核心在於 每一個線程擁有自己的handler、message queue、looper體系 。而 每個線程的Handler是公開 的。B線程可以調用A線程的handler發送消息到A的共享消息隊列去,然後A的looper會自動從共享消息隊列取出消息進行處理。反之一樣。

二、上面是基於子線程中利用主線程提供的Handler發送消息出去,然後主線程的Looper從消息隊列中獲取並處理。那麼還有另外兩種情況:

1、主線程發送消息到子線程中;

採用的方法和前面類似。要在子線程中實例化AHandler並設定處理消息的方法,同時由於子線程沒有消息隊列和Looper的輪詢,所以要加上Looper.prepare(),Looper.loop()分別創建消息隊列和開啟輪詢。然後在主線程中使用該AHandler去發送消息即可。

2、子線程A與子線程B之間的通信。

1、 Handler為什麼能夠實現不同線程的通信?核心點在哪?

不同線程之間,每個線程擁有自己的Handler、消息隊列和Looper。Handler是公共的,線程可以通過使用目標線程的Handler對象來發送消息,這個消息會自動發送到所屬線程的消息隊列中去,線程自帶的Looper對象會不斷循環從裡面取出消息並把消息發送給Handler,回調自身Handler的handlerMessage方法,從而實現了消息的線程間傳遞。

2、 Handler的核心是一種事件激活式(類似傳遞一個中斷)的還是主要是用於傳遞大量數據的?重點在Message的內容,偏向於數據傳輸還是事件傳輸。

目前的理解,它所依賴的是消息隊列,發送的自然是消息,即類似事件中斷。

0、 Android消息處理機制(Handler、Looper、MessageQueue與Message)

1、 Handler、Looper源碼閱讀

2、 Android非同步消息處理機制完全解析,帶你從源碼的角度徹底理解

謝謝!

wingjay

![](https://avatars0.githubusercontent.com/u/9619875?v=3&s=460)

❾ Android源碼解析Window系列第(一)篇---Window的基本認識和Activity的載入流程

您可能聽說過View ,ViewManager,Window,PhoneWindow,WindowManager,WindowManagerService,可是你知道這幾個類是什麼關系,幹嘛用的。概括的來說,View是放在Window中的,Window是一個抽象類,它的具體實現是PhoneWindow,PhoneWindow還有個內部類DecorView,WindowManager是一個interface,繼承自ViewManager,它是外界訪問Window的入口,,提供了add/remove/updata的方法操作View,WindowManager與WindowManagerSerice是個跨進程的過程,WindowManagerService的職責是對系統中的所有窗口進行管理。如果您不太清楚,建議往下看,否則就不要看了。

Android系統的Window有很多種,大體上來說,Framework定義了三種窗口類型;

這就是Framework定義了三種窗口類型,這三種類型定義在WindowManager的內部類LayoutParams中,WindowManager講這三種類型 進行了細化,把每一種類型都用一個int常量來表示,這些常量代表窗口所在的層,WindowManagerService在進行窗口疊加的時候,會按照常量的大小分配不同的層,常量值越大,代表位置越靠上面, 所以我們可以猜想一下,應用程序Window的層值常量要小於子Window的層值常量,子Window的層值常量要小於系統Window的層值常量。 Window的層級關系如下所示。

上面說了Window分為三種,用Window的type區分,在搞清楚Window的創建之前,我們需要知道怎麼去描述一個Window,我們就把Window當做一個實體類,給我的感覺,它必須要下面幾個欄位。

實際上WindowManager.LayoutParams對Window有很詳細的定義。

提取幾個重要的參數

Window是一個是一個抽象的概念,千萬不要認為我們所看到的就是Window,我們平時所看到的是視圖,每一個Window都對應著一個View,View和Window通過ViewRootImpl來建立聯系。有了View,Window的存在意義在哪裡呢,因為View不能單獨存在,它必須依附著Window,所以有視圖的地方就有Window,比如Activity,一個Dialog,一個PopWindow,一個菜單,一個Toast等等。

通過上面我們知道視圖和Window的關系,那麼有一個問題,是先有視圖,還是先有Window。這個答案只有在源碼中找了。應用程序的入口類是ActivityThread,在ActivityThread中有performLaunchActivity來啟動Activity,這個performLaunchActivity方法內部會創建一個Activity。

如果activity不為null,就會調用attach,在attach方法中通過PolicyManager創建了Window對象,並且給Window設置了回調介面。

PolicyManager的實現類是Policy

這樣Window就創建出來了, 所以先有Window,後有視圖,視圖依賴Window存在 ,再說一說視圖(Activity)為Window設置的回調介面。

Activity實現了這個回調介面,當Window的狀態發生變化的時候,就會回調Activity中實現的這些介面,有些回調介面我們還是熟悉的,dispatchTouchEvent,onAttachedToWindow,onDetachedFromWindow等。

下面分析view是如何附屬到window上的,通過上面可以看到,在attach之後就要執行callActivityOnCreate,在onCreate中我們會調用setContentView方法。

getWindow獲取了Window對象,Window的具體實現類是PhoneWindow,所以要看PhoneWindow的setContentView方法。

這里涉及到一個mContentParent變數,他是一個DecorView的一部分,DecorView是PhoneWindow的一個內部類,我先介紹一下關於DecorView的知識。

DecorView是Activity的頂級VIew,DecorView繼承自FrameLayout,在DecorView中有上下兩個部分,上面是標題欄,下面是內容欄,我們通過PhoneWindow的setContentView所設置的布局文件是加到內容欄(mContentParent)裡面的,View層的事件都是先經過DecorView在傳遞給我們的View的。

OK在回到setContentView的源碼分析,我們可以得到Activity的Window創建需要三步。

- 1、 如果沒有DecorView,在installDecor中創建DecorView。

- 2、將View添加到decorview中的mContentParent中。

- 3、回調Activity的onContentChanged介面。

先看看第一步,installDecor的源碼

installDecor中調用了generateDecor,繼續看

直接給new一個DecorView,有了DecorView之後,就可以載入具體的布局文件到DecorView中了,具體的布局文件和系統和主題有關系。

在看第二步,將View添加到decorview中的mContentParent中。

直接將Activity視圖加到DecorView的mContentParent中,最後一步,回調Activity的onContentChanged介面。在Activity中尋找onContentChanged方法,它是個空實現,我們可以在子Activity中處理。

到此DecorView被創建完畢,我們一開始從Thread中的handleLaunchActivity方法開始分析,首先載入Activity的位元組碼文件,利用反射的方式創建一個Activity對象,調用Activity對象的attach方法,在attach方法中,創建系統需要的Window並為設置回調,這個回調定義在Window之中,由Activity實現,當Window的狀態發生變化的時候,就會回調Activity實現的這些回調方法。調用attach方法之後,Window被創建完成,這時候需要關聯我們的視圖,在handleLaunchActivity中的attach執行之後就要執行handleLaunchActivity中的callActivityOnCreate,在onCreate中我們會調用setContentView方法。通過setContentView,創建了Activity的頂級View---DecorView,DecorView的內容欄(mContentParent)用來顯示我們的布局。 這個是我們上面分析得到了一個大致流程,走到這里,這只是添加的過程,還要有一個顯示的過程,顯示的過程就要調用handleLaunchActivity中的handleResumeActivity方法了。最後會調用makeVisible方法。

這裡面首先拿到WindowManager對象,用tWindowManager 的父介面ViewManager接收,ViewManager可以
最後調用 mDecor.setVisibility(View.VISIBLE)設置mDecor可見。到此,我們終於明白一個Activity是怎麼顯示在我們的面前了。
參考鏈接:
http://blog.csdn.net/feiclear_up/article/details/49201357

❿ Android socket源碼解析(三)socket的connect源碼解析

上一篇文章著重的聊了socket服務端的bind,listen,accpet的邏輯。本文來著重聊聊connect都做了什麼?

如果遇到什麼問題,可以來本文 https://www.jianshu.com/p/da6089fdcfe1 下討論

當服務端一切都准備好了。客戶端就會嘗試的通過 connect 系統調用,嘗試的和服務端建立遠程連接。

首先校驗當前socket中是否有正確的目標地址。然後獲取IP地址和埠調用 connectToAddress 。

在這個方法中,能看到有一個 NetHooks 跟蹤socket的調用,也能看到 BlockGuard 跟蹤了socket的connect調用。因此可以hook這兩個地方跟蹤socket,不過很少用就是了。

核心方法是 socketConnect 方法,這個方法就是調用 IoBridge.connect 方法。同理也會調用到jni中。

能看到也是調用了 connect 系統調用。

文件:/ net / ipv4 / af_inet.c

在這個方法中做的事情如下:

注意 sk_prot 所指向的方法是, tcp_prot 中 connect 所指向的方法,也就是指 tcp_v4_connect .

文件:/ net / ipv4 / tcp_ipv4.c

本質上核心任務有三件:

想要能夠理解下文內容,先要明白什麼是路由表。

路由表分為兩大類:

每個路由器都有一個路由表(RIB)和轉發表 (fib表),路由表用於決策路由,轉發表決策轉發分組。下文會接觸到這兩種表。

這兩個表有什麼區別呢?

網上雖然給了如下的定義:

但實際上在Linux 3.8.1中並沒有明確的區分。整個路由相關的邏輯都是使用了fib轉發表承擔的。

先來看看幾個和FIB轉發表相關的核心結構體:

熟悉Linux命令朋友一定就能認出這裡面大部分的欄位都可以通過route命令查找到。

命令執行結果如下:

在這route命令結果的欄位實際上都對應上了結構體中的欄位含義:

知道路由表的的內容後。再來FIB轉發表的內容。實際上從下面的源碼其實可以得知,路由表的獲取,實際上是先從fib轉發表的路由字典樹獲取到後在同感加工獲得路由表對象。

轉發表的內容就更加簡單

還記得在之前總結的ip地址的結構嗎?

需要進行一次tcp的通信,意味著需要把ip報文准備好。因此需要決定源ip地址和目標IP地址。目標ip地址在之前通過netd查詢到了,此時需要得到本地發送的源ip地址。

然而在實際情況下,往往是面對如下這么情況:公網一個對外的ip地址,而內網會被映射成多個不同內網的ip地址。而這個過程就是通過DDNS動態的在內存中進行更新。

因此 ip_route_connect 實際上就是選擇一個緩存好的,通過DDNS設置好的內網ip地址並找到作為結果返回,將會在之後發送包的時候填入這些存在結果信息。而查詢內網ip地址的過程,可以成為RTNetLink。

在Linux中有一個常用的命令 ifconfig 也可以實現類似增加一個內網ip地址的功能:

比如說為網卡eth0增加一個IPV6的地址。而這個過程實際上就是調用了devinet內核模塊設定好的添加新ip地址方式,並在回調中把該ip地址刷新到內存中。

注意 devinet 和 RTNetLink 嚴格來說不是一個存在同一個模塊。雖然都是使用 rtnl_register 注冊方法到rtnl模塊中:

文件:/ net / ipv4 / devinet.c

文件:/ net / ipv4 / route.c

實際上整個route模塊,是跟著ipv4 內核模塊一起初始化好的。能看到其中就根據不同的rtnl操作符號注冊了對應不同的方法。

整個DDNS的工作流程大體如下:

當然,在tcp三次握手執行之前,需要得到當前的源地址,那麼就需要通過rtnl進行查詢內存中分配的ip。

文件:/ include / net / route.h

這個方法核心就是 __ip_route_output_key .當目的地址或者源地址有其一為空,則會調用 __ip_route_output_key 填充ip地址。目的地址為空說明可能是在回環鏈路中通信,如果源地址為空,那個說明可能往目的地址通信需要填充本地被DDNS分配好的內網地址。

在這個方法中核心還是調用了 flowi4_init_output 進行flowi4結構體的初始化。

文件:/ include / net / flow.h

能看到這個過程把數據中的源地址,目的地址,源地址埠和目的地址埠,協議類型等數據給記錄下來,之後內網ip地址的查詢與更新就會頻繁的和這個結構體進行交互。

能看到實際上 flowi4 是一個用於承載數據的臨時結構體,包含了本次路由操作需要的數據。

執行的事務如下:

想要弄清楚ip路由表的核心邏輯,必須明白路由表的幾個核心的數據結構。當然網上搜索到的和本文很可能大為不同。本文是基於LInux 內核3.1.8.之後的設計幾乎都沿用這一套。

而內核將路由表進行大規模的重新設計,很大一部分的原因是網路環境日益龐大且復雜。需要全新的方式進行優化管理系統中的路由表。

下面是fib_table 路由表所涉及的數據結構:

依次從最外層的結構體介紹:

能看到路由表的存儲實際上通過字典樹的數據結構壓縮實現的。但是和常見的字典樹有點區別,這種特殊的字典樹稱為LC-trie 快速路由查找演算法。

這一篇文章對於快速路由查找演算法的理解寫的很不錯: https://blog.csdn.net/dog250/article/details/6596046

首先理解字典樹:字典樹簡單的來說,就是把一串數據化為二進制格式,根據左0,右1的方式構成的。

如圖下所示:

這個過程用圖來展示,就是沿著字典樹路徑不斷向下讀,比如依次讀取abd節點就能得到00這個數字。依次讀取abeh就能得到010這個數字。

說到底這種方式只是存儲數據的一種方式。而使用數的好處就能很輕易的找到公共前綴,在字典樹中找到公共最大子樹,也就找到了公共前綴。

而LC-trie 則是在這之上做了壓縮優化處理,想要理解這個演算法,必須要明白在 tnode 中存在兩個十分核心的數據:

這負責什麼事情呢?下面就簡單說說整個lc-trie的演算法就能明白了。

當然先來看看方法 __ip_dev_find 是如何查找

文件:/ net / ipv4 / fib_trie.c

整個方法就是通過 tkey_extract_bits 生成tnode中對應的葉子節點所在index,從而通過 tnode_get_child_rcu 拿到tnode節點中index所對應的數組中獲取葉下一級別的tnode或者葉子結點。

其中查找index最為核心方法如上,這個過程,先通過key左移動pos個位,再向右邊移動(32 - bits)演算法找到對應index。

在這里能對路由壓縮演算法有一定的理解即可,本文重點不在這里。當從路由樹中找到了結果就返回 fib_result 結構體。

查詢的結果最為核心的就是 fib_table 路由表,存儲了真正的路由轉發信息

文件:/ net / ipv4 / route.c

這個方法做的事情很簡單,本質上就是想要找到這個路由的下一跳是哪裡?

在這裡面有一個核心的結構體名為 fib_nh_exception 。這個是指fib表中去往目的地址情況下最理想的下一跳的地址。

而這個結構體在上一個方法通過 find_exception 獲得.遍歷從 fib_result 獲取到 fib_nh 結構體中的 nh_exceptions 鏈表。從這鏈表中找到一模一樣的目的地址並返回得到的。

文件:/ net / ipv4 / tcp_output.c

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