Android中Message对象复用原理

Android 中 Message的应用

Message 在Android中主要是在 消息循环机制 中使用,即配合 Handler,Looper和MessageQueue来进行线程切换,线程间传递数据;
以及配合Handler在IPC中传递数据; 这里不对这些进行展开,它不是我们关注的重点.

我们在代码中,被建议(网上或者前辈或看注释)用以下的方式来使用 Message,并且被告知,这样会提高性能.

Message msg = Message.obtain(); /** * Return a new Message instance from the global pool. Allows us to * avoid allocating new objects in many cases. */ public static Message obtain();

嗯! 根据官方的文档,这样确实能够提高性能,将避免在大多数情况下创建新的对象!

下面我们来看它是如何实现高效的.

Message对象复用的实现

Message能提高效率的原因是,将使用完的Message清除附带的数据后,添加到复用池中,当我们需要使用它时,直接在复用池中取出对象使用,而不需要重新new创建对象. 而复用池本质上就是一个单向链表,为了更好的理解,Message复用池的实现,我们先来看下,简单的单向链表实现.

public class Linked<T> { // 链表的头节点 private Node<T> head; // 链表的长度 private int length; // 数据插入头部 public void insertHead(T data) { Node<T> n = new Node<>(); n.data = data; // 将所添加的节点的下一个节点指向头结点 n.next = head; // 将头结点指向党员元素 head = n; // 链表长度加1 length++; } // 移除头部,并取出数据 public T removeHead() { // 拿到原头结点 Node<T> n = head; // 将头结点设置为下一个节点 head = n.next; // 原头节点的下一个节点置空 n.next = null; // 链表长度减1 length--; // 返回原头结点数据 return n.data; } public int getLength() { return length; } // 节点类 static class Node<T> { T data; // 节点存放的元素 Node<T> next; // 下一个节点的引用 } }

上面实现了单向链表的插入头部,和移除头部功能.
相信大家,对这种单向链表的实现,都十分熟悉,这里不再详细讲解,如果看不懂,请自行复习数据结构相关知识点.

下面我们带着上面的知识,来看Message中源码的实现.

// 只显示我们需要关注的代码 public final class Message implements Parcelable { ... // 下一个节点的引用 Message next; // 这里起到类锁的功能,相当于 Message.class private static final Object sPoolSync = new Object(); // 可以类比为 头结点 private static Message sPool; // 链表的长度 private static int sPoolSize = 0; // 链表的最大长度 private static final int MAX_POOL_SIZE = 50; // 获取Message对象,类比单向链表的removeHead操作 public static Message obtain() { // 同步锁, 这里相当于锁住 Message.class, 起到类锁的作用, 每一个Message实例都是同一把锁 synchronized (sPoolSync) { // 链表中有可复用的Message,直接拿到头结点,然后将头结点指向下一个元素 if (sPool != null) { Message m = sPool; sPool = m.next; m.next = null; m.flags = 0; // clear in-use flag sPoolSize--; return m; } } // 链表中,没有可复用的message,直接new return new Message(); } // 类比单向链表的insertHead操作 void recycleUnchecked() { // 清空数据操作 obj = null; ... // 同步锁 synchronized (sPoolSync) { // 如果链表长度小于50,将当前结点,加入链表头部 if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) { next = sPool; sPool = this; sPoolSize++; } } } ... }

从上面的分析,我们来梳理一下整体的流程思想.

• Message 使用一个静态变量,来起到头结点的作用.

静态变量属于类变量,内存中只会存在一份引用,正好能起到 头结点的作用

• Message 将自身作为Node节点,存储下一个节点的引用,和自身数据
• obtain()方法相当于链表中移除首元素,并返回该元素的操作

从复用池中获取Message避免了 new创建的消耗.

• recycleUnchecked()方法相当于链表中将节点加入到头部的操作

添加到复用池之前,会先将Message中的数据清空.

• Message添加了线程安全的操作
• Message复用池最多保存50个使用完待复用的Message

50个可能是考虑到内存开销和时间开销的平衡, 不是将数据无限制的添加到复用池.

---

Message将自身作为节点, 使用一个静态变量作为头结点,让Message自身形成一个链表,而链表中存的是 已经清空数据的Message对象, 以这种方式起到复用的效果!

疑问

从代码中可以看出, Message中,将 private static final Object sPoolSync = new Object();作为锁标志,来起到类锁的作用.

它能起到类锁的作用是因为,static修饰的变量在类加载的初始化阶段就将被创建,final使得引用不可改变,从而达到 内存独一份的效果,进而起到和类锁同样的作用.

这里有个疑问, 为何不直接使用类锁来加锁呢? 使用上诉方式,反而需要new一个Object对象,不是增加开销吗?

// why not ??? synchronized (Message.class) { if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) { next = sPool; sPool = this; sPoolSize++; } }

有答案的同学, 欢迎在评论区中指出!

引用

• Android Message 源码