最近楼主都在做性能优化相关的事，性能优化一般都会跟IdleHandler打交道。本文将介绍，楼主在实际开发过程中使用IdleHandler遇到的坑，主要包括自定义View以及View的动画。
本文参考资料：
注意，本文源码均来自于API 29。
1. 概述
我们都知道IdleHandler的含义，一般表示当前主线程在不忙碌的时候会执行IdleHandler里面的任务。具体的内容是，当Looper在从MessageQueue中获取当前需要执行的Message时，如果当前MessageQueue中没有Message或者还没有到第一条Message执行的时间，此时MessageQueue会尝试执行IdleHandler的里面的任务，这个我们可以从MessageQueue的next方法里面得到应证：
Message next() {
//······
// 当Message为空，或者当前Message执行时间还未到
if (pendingIdleHandlerCount < 0
&& (mMessages == null || now < mMessages.when)
) {
pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
}
if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {
// No idle handlers to run. Loop and wait some more.
mBlocked = true;
continue;
}
if (mPendingIdleHandlers == null) {
mPendingIdleHandlers = new IdleHandler [Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];
}
mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);
// Run the idle handlers.
// We only ever reach this code block during the first iteration.
for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {
final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
mPendingIdleHandlers[i] = null; // release the reference to the handler
boolean keep = false;
try {
keep = idler.queueIdle();
} catch (Throwable t) {
Log.wtf(TAG, "IdleHandler threw exception", t);
}
if (!keep) {
synchronized(this) {
mIdleHandlers.remove(idler);
}
}
}
// Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again.
pendingIdleHandlerCount = 0;
// While calling an idle handler, a new message could have been delivered
// so go back and look again for a pending message without waiting.
nextPollTimeoutMillis = 0;
}
一般来说，我们正常使用IdleHandler都没有什么问题，queueIdle方法也会被正常的回调。但是当你做了如下操作的时候，你会发现，不管等多久，queueIdle永远不会被回调。
- 在View的onDraw方法里面无限制的直接或者间接调用
View的invalidate方法。- 做一个无限轮询的View动画。
2. 说说坑在哪里？
上面我枚举了queueIdle方法不会被回调的两种场景，接下来，我们就分开来看一下。
(1). View的invalidate方法
我们在自定义View的时候，经常会手动的调用View的invalidate方法，用来保证我们的某些设置能够立即生效。但是在很多的时候，我们非常容易错误的调用了invalidate方法，从而导致陷入一种无限制重绘的状态。
举一个简单的例子，ImageView内部有setImageDrawable,setImageBitmap等设置Drawable的方法，我们在日常的开发中，也会经常用到这些方法，用来展示某些特殊的内容。但是，一旦我们在自定义View时，在onDraw方法里面调用这些方法就会让主线程的任务队列永远不会idle。大家可以尝试一下如下的代码：
class CustomImageView @JvmOverloads constructor(
context: Context, attrs: AttributeSet? = null, defStyleAttr: Int = 0
) : AppCompatImageView(context, attrs, defStyleAttr) {
@RequiresApi(Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP)
override fun onDraw(canvas: Canvas?) {
setImageDrawable(context.getDrawable(R.drawable.ic_launcher_background))
super.onDraw(canvas)
}
}
在这里，我将解释为什么如上的操作会导致主线程任务队列永远不会idle。我们都知道，View的重绘流程是：invalidate -> onDraw。也就是说，当我们在View的onDraw方法里面调用invalidate时或者其他会调用invalidate的方法(例如上面的介绍的setImageDrawable和setImageBitmap方法)，最终又会执行onDraw方法，从而形成了一个类似于死递归的情形，即不断的向任务队列里面增加任务。
有人可能会想，就算不断的往任务队列里面增加任务，但是一帧的时间有那么长--16ms,不可能都在执行重绘的任务，应该总有机会idle的啊？相信很多人都会这么想，包括我在最开始的时候也是这么想的。但是仔细看了源码之后，发现自己的Android还是没有学到家。
View的invalidate方法不断的向上调用，最终会调用到ViewRootImpl的scheduleTraversals方法里面去，而在scheduleTraversals方法里面做了一件容易让人忽视的事，我们先来看一下源码：
void scheduleTraversals() {
if (!mTraversalScheduled) {
mTraversalScheduled = true;
mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
mChoreographer.postCallback(
Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
if (!mUnbufferedInputDispatch) {
scheduleConsumeBatchedInput();
}
notifyRendererOfFramePending();
pokeDrawLockIfNeeded();
}
}
这里面，我们先忽略其他的操作，只看两件事：
- 调用了
MessageQueue的postSyncBarrier方法，向任务队列post了一个同步屏障。这一步非常的重要，也是因为有这么一个同步屏障的存在，导致了MessageQueue不会idle。- 往Choreographer里面post了一个traversal类型的任务，保证在下一个垂直信号到来时，可以正常的重绘View的内容。这里的
mTraversalRunnable执行，最终会到CutomImageView的onDraw方法。
上面提到了同步屏障，相信大家都比较熟悉它的作用，但是我在这里还是要说明一下：
Message有一个标记位，名为
FLAG_ASYNCHRONOUS，用来表示当前Message是否是异步的。而同步屏障的作用用来挡住所有同步的Message，只允许异步的Message通过。如果当前任务队列中没有异步Message，那么主线程就会休眠，直到任务队列中添加了一个异步Message，或者同步屏障被移除。
同步屏障跟普通的消息比较类似，都是一个Message对象，只是同步屏障Message的Target为空而已。
上面知道了，当调用View的invalidate时，会向任务队列里面post一个同步屏障。接下来，我们来看一下MessageQueue对同步屏障是怎么处理的，同时看一下为啥idle永远不会被调用。
Message next() {
// ······
for (;;) {
// ······
// 休眠指定时间
// ······
synchronized (this) {
// ······
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
// 获取异步消息
if (msg != null && msg.target == null) {
// Stalled by a barrier. Find the next asynchronous message in the queue.
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
//······
// 获取同步消息
//······
// 处理idle
if (pendingIdleHandlerCount < 0
&& (mMessages == null || now < mMessages.when)) {
pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
}
// ·······
}
// ······
}
}
我简化了一下next方法，next方法最终的目的就是获取下一个需要被执行Message，如果获取不到的话，就会休眠。但是，当任务队列的队头(即mMessages)是一个同步屏障，这个方法里面执行流程就变得非常有意思：
- 当
mMessages是同步屏障，且后续没有异步消息，那么获取异步消息和获取同步消息这两步都会失败了，即nextPollTimeoutMillis会被赋值为-1，表示无限制的休眠。- pendingIdleHandlerCount 默认是-1，所以会尝试着赋值。其中，由于同步屏障的存在，所以
mMessages肯定不为空，同时now < mMessages.when肯定是不成立的，因为同步屏障在ViewRootImpl的scheduleTraversals方法里面就添加进去，所以这个时间肯定比当前时间要早很多。
因此，结合上面两点，idle是不会回调的，并且会让主线程休眠，直到一个异步Message添加到队列中。这个Messgae就是Choreographer$FrameDisplayEventReceiver，我们可以简单的看一下源码：
@Override
public void onVsync(long timestampNanos, long physicalDisplayId, int frame) {
// ······
Message msg = Message.obtain(mHandler, this);
msg.setAsynchronous(true);
mHandler.sendMessageAtTime(msg, timestampNanos / TimeUtils.NANOS_PER_MS);
}
这个Message的作用就是把Choreographer四种类型的任务全部执行，其中前面invalidate方法添加的任务就包含在这里。
到这里，我们就知道了为啥Idle永远不会回调了，我做一个总结，方便大家理解：
当我们在onDraw方法直接或者间接调用
invalidate方法，ViewRootImpl会向MessageQueue里面post 一个同步屏障。当MessageQueue轮询到这个同步屏障时，会等到Choreographer$FrameDisplayEventReceiver这个异步任务执行之后，才会执行其他任务，即才有可能触发idle。但是Choreographer$FrameDisplayEventReceiver这个任务里面又会执行View的onDraw方法，从而形成了一个无限循环。进而，idle永远不会回调。
那么我们知道了原因所在，怎么来解决这种类似的问题呢？原则是：尽量不在onDraw方法里面直接或者间接调用invalidate方法。如果真的要这么做，应该怎么做呢？可以过滤无效的重绘。就拿上面的例子来说，我们可以将Drawable缓存成一个成员变量：
class CustomImageView @JvmOverloads constructor(
context: Context, attrs: AttributeSet? = null, defStyleAttr: Int = 0
) : AppCompatImageView(context, attrs, defStyleAttr) {
private var mDrawable: Drawable? = null
@RequiresApi(Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP)
override fun onDraw(canvas: Canvas?) {
if (mDrawable == null) {
mDrawable = context.getDrawable(R.drawable.ic_launcher_background)
}
setImageDrawable(mDrawable)
super.onDraw(canvas)
}
}
这里还有一个疑问，我们发现了，就算我们在onDraw方法直接或者间接调用invalidate方法，但是并不会影响我们正常的使用App，比如说使用上不能感受到明显的卡顿，这也是我们难以发现这种问题的原因。那么这是为什么呢？
其实，简单的来说，如上的操作只是每一帧的时间里面多了一个任务而已，从体验上来说，几乎没法区分这里面的差别。除非，你想要在IdleHandler处理一些事情，在这种情形下是永远不会被执行的。
(2) 无限轮询的View动画
在一个App，动画是一件再正常不过的事情，而错误的使用动画也会导致IdleHandler永远不会回调。注意，这里指的是动画是普通的View动画，而不是属性动画，属性动画没有这个问题，而针对属性动画的分析，后文会有内容介绍。
通常来说，我们会写类似如下的代码来展示一个动画：
private fun startAnimation() {
val animation = AlphaAnimation(1f, 0.5f)
animation.duration = 100
animation.repeatCount = -1
animation.repeatMode = Animation.REVERSE
val view = findViewById<View>(R.id.view)
view.startAnimation(animation)
}
上面的代码有两个特点：
- 是普通的View动画。
- 是无限轮询的动画。
如果你写了类似上面的代码，那么恭喜你，你的IdleHandler永远不会被回调。究其原因，其实还是因为无限制的调用invalidate方法，有兴趣的可以参考View 动画 Animation 运行原理解析这篇文章，了解一下View动画的实现原理，这里就不过多的介绍了。
那么怎么解决这种问题，最简单的办法就是换成属性动画，那么肯定又有人要问了，为什么属性动画无限轮询不会影响的IdleHandler的调用呢？这就要了解属性动画的原理了，这里我简单的介绍一下，有兴趣的同学可以参考 属性动画 ValueAnimator 运行原理全解析这篇文章。
属性动画的实现原理不同于View动画。View动画的每一帧都是通过
invalidate方法来触发重绘，而属性动画每一帧的绘制都是通过Choreographer的回调实现，本质上就是当动画开始时，会向Choreographer的任务队列里面post 一个动画类型的任务，当垂直信号到来时，会执行这里面的任务，从而回调我们的任务；同时为了保证动画能够流畅的进行，当当前帧绘制完成，会再向Choreographer的任务队列post一个任务，保证下一帧动画能够正常绘制，从而实现了动画。
从本质上来说，属性动画少了一个很重要的步骤，就是post 一个同步屏障。在属性动画中，没有同步屏障，那么后续的任务能够继续执行，当队列中没有任务时，自然就会回调IdleHandler。
3. 怎么排查问题的原因？
当我们使用IdleHandler时，发现Idle永远不会被回调，应该要积极排查代码上是否有类似上面的问题。但是，在实际项目中，业务代码成千上万，不可能每一个人都会看完，所以我们需要有一个更为高效的方式来排查这种问题。
(1). 给Looper设置一个Printer
在Looper的loop方法里面，Message在执行前后，都会通过一个Printer对象，打印当前执行的Message信息。我们可以通过Message的相关信息找到对应位置上的问题。
public static void loop() {
// ······
for (;;) {
// ······
if (logging != null) {
logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
msg.callback + ": " + msg.what);
}
// ······
if (logging != null) {
logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
}
// ······
}
(2). 自定义顶级ViewGroup，并且重写相关方法
当我们在实际场景种发现了这种问题，还有一种排查的方法，就是将界面最顶级的ViewGroup换成我们自定义的ViewGroup，并且重写相关的方法，比如说invalidate和requestLayout等方法，可以在这些方法里面打印相关堆栈，来监听哪些地方出现了问题。
之所以可以在父ViewGroup可以监听到调用，是因为子View在调用invalidate，requestLayout等方法，最终都会走到父ViewGroup对应方法里面去。
我这里只抛出两种比较简单的解决方法，不一定适用于所有场景，因为具体的问题还需要依赖于具体的场景来看待。不管怎么样，大家在开发过程中尽量不要书写上面两种类型的代码。
