面试官：说说Android的UI刷新机制？(2)，嵌入式软件开发面试题

先自我介绍一下，小编浙江大学毕业，去过华为、字节跳动等大厂，目前阿里P7

深知大多数程序员，想要提升技能，往往是自己摸索成长，但自己不成体系的自学效果低效又漫长，而且极易碰到天花板技术停滞不前！

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正文

2.1 requestLayout()

----》类名:ViewRootImpl

@Override

public void requestLayout() {

if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {

checkThread();

mLayoutRequested = true;

//重点

scheduleTraversals();

}

}

2.2 scheduleTraversals()

----》类名:ViewRootImpl

void scheduleTraversals() {

if (!mTraversalScheduled) {

mTraversalScheduled = true;

mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();

mChoreographer.postCallback(

Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);

…

}

}

可以看到，在这里并没有立即进行重绘，而是做了两件事情：

• 往消息队列里面插入一条SyncBarrier（同步屏障）

• 通过Cherographer post了一个callback

接下来，我们简单说一下这个SyncBarrier（同步屏障）。异步屏障的作用在于：

• 阻止同步消息的执行

• 优先执行异步消息

为什么要设计这个SyncBarrier呢？主要原因在于，在Android中，有些消息是十分紧急的，需要马上执行，如果说消息队列里面普通消息太多的话，那等到执行它的时候可能早就过了时机了。

到这里，可能有人会跟我一样，觉得为什么不干脆在Message里搞个优先级，按照优先级来进行排序呢？弄个PriorityQueue不就完了吗？

我自己的理解是，在Android中，消息队列的设计是一个单链表，整个链表的排序是根据时间进行排序的，如果此时再加入一个优先级的排序规则，一方面会复杂会排序规则，另一方面，也会使得消息不可控。因为优先级是可以用户自己在外面填的，那样不就乱套了吗？如果用户每次总填最高的优先级，这样就会导致系统消息很久才会消费，整个系统运作就会出问题，最后影响用户体验，所以，我自己觉得Android的同步屏障这个设计还是挺巧妙的~

好了，总结一下，执行scheduleTraversals() 后，会插入一个屏障，保证异步消息的优先执行。

插入一个小小的思考题：如果说我们在一个方法里连续调用了requestLayout()多次，那么请问：系统会插入多条屏障或者post多个Callback吗？答案是不会，为什么呢？看到mTraversalScheduled这个变量了吗？它就是答案~

2.3 Choreographer.postCallback()

先来简单说一下Choreographer，Choreographer中文翻译叫编舞者，它的主要作用是进行系统协调的。（大家可以上网google下实际工作中的编舞者，这个类名真的起的很贴切了~） Choreographer这个类是应用怎么初始化的呢？是通过getInstance()方法：

public static Choreographer getInstance() {

return sThreadInstance.get();

}

// Thread local storage for the choreographer.

private static final ThreadLocal sThreadInstance =

new ThreadLocal() {

@Override

protected Choreographer initialValue() {

Looper looper = Looper.myLooper();

if (looper == null) {

throw new IllegalStateException(“The current thread must have a looper!”);

}

Choreographer choreographer = new Choreographer(looper, VSYNC_SOURCE_APP);

if (looper == Looper.getMainLooper()) {

mMainInstance = choreographer;

}

return choreographer;

}

};

这里贴出来是为了提醒大家，Choreographer不是单例，而是每个线程都有单独的一份。

好了，回到我们的代码：

----》类名:Choreographer

//1

public void postCallback(int callbackType, Runnable action, Object token) {

postCallbackDelayed(callbackType, action, token, 0);

}

//2

public void postCallbackDelayed(int callbackType,

Runnable action, Object token, long delayMillis) {

…

postCallbackDelayedInternal(callbackType, action, token, delayMillis);

}

//3

private void postCallbackDelayedInternal(int callbackType,

Object action, Object token, long delayMillis) {

…

mCallbackQueues[callbackType].addCallbackLocked(dueTime, action, token);

if (dueTime <= now) {

scheduleFrameLocked(now);

} else {

…

}

}

Choreographerpost的callback会放入CallbackQueue里面，这个CallbackQueue是一个单链表。

首先会根据callbackType得到一条CallbackQueue单链表，之后会根据时间顺序，将这个callback插入到单链表中；

2.4 scheduleFrameLocked（）

----》类名:Choreographer

private void scheduleFrameLocked(long now) {

…

// If running on the Looper thread, then schedule the vsync immediately,

// otherwise post a message to schedule the vsync from the UI thread

// as soon as possible.

if (isRunningOnLooperThreadLocked()) {

scheduleVsyncLocked();

} else {

Message msg = mHandler.obtainMessage(MSG_DO_SCHEDULE_VSYNC);

msg.setAsynchronous(true);

mHandler.sendMessageAtFrontOfQueue(msg);

}

} else {

…

}

}

}

scheduleFrameLocked的作用是：

如果当前线程就是Cherographer的工作线程的话，那么就直接执行scheduleVysnLocked

否则，就发送一个异步消息到消息队列里面去 ，这个异步消息是不受同步屏障影响的，而且这个消息还要插入到消息队列的头部，可见这个消息是非常紧急的

跟踪源代码，我们发现，其实MSG_DO_SCHEDULE_VSYNC这条消息，最终执行的也是scheduleFrameLocked这个方法，所以我们直接跟踪scheduleVsyncLocked()这个方法。

2.5 scheduleVsyncLocked()

----》类名:Choreographer

private void scheduleVsyncLocked() {

mDisplayEventReceiver.scheduleVsync();

}

----》类名:DisplayEventReceiver

public void scheduleVsync() {

if (mReceiverPtr == 0) {

Log.w(TAG, "Attempted to schedule a vertical sync pulse but the display event "

• “receiver has already been disposed.”);

} else {

//mReceiverPtr是Native层一个类的指针地址

//这里这个类指的是底层NativeDisplayEventReceiver这个类

//nativeScheduleVsync底层会调用到requestNextVsync（）去请求下一个Vsync，

//具体不跟踪了，native层代码更长，还涉及到各种描述符监听以及跨进程数据传输

nativeScheduleVsync(mReceiverPtr);

}

}

这里我们可以看到一个新的类：DisplayEventReceiver,这个类的作用是注册Vsync信号的监听，当下个Vsync信号到来的时候就会通知到这个DisplayEventReceiver了。

在哪里通知呢？源码里注释写的非常清楚了：

----》类名:DisplayEventReceiver

// Called from native code. <—注释还是很良心的

private void dispatchVsync(long timestampNanos, int builtInDisplayId, int frame) {

onVsync(timestampNanos, builtInDisplayId, frame);

}

当下一个Vysnc信号到来的时候，会最终调用onVsync方法：

public void onVsync(long timestampNanos, int builtInDisplayId, int frame) { }

点进去一看，是个空实现，回到类定义，原来是个抽象类，它的实现类是：FrameDisplayEventReceiver,定义在Cherographer里面：

----》类名:Choreographer

private final class FrameDisplayEventReceiver extends DisplayEventReceiver

implements Runnable {

…

}

2.6 FrameDisplayEventReceiver.onVysnc()

----》类名:Choreographer

private final class FrameDisplayEventReceiver extends DisplayEventReceiver

implements Runnable {

@Override

public void onVsync(long timestampNanos, int builtInDisplayId, int frame) {

…

mTimestampNanos = timestampNanos;

mFrame = frame;

Message msg = Message.obtain(mHandler, this);

msg.setAsynchronous(true);

mHandler.sendMessageAtTime(msg, timestampNanos / TimeUtils.NANOS_PER_MS);

}

@Override

public void run() {

…

doFrame(mTimestampNanos, mFrame);

}

}

重要知识点

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