②NuPlayer播放框架之ALooper-AHandler-AMessage底层机制分析
2017-06-13 14:59
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②NuPlayer播放框架之ALooper-AHandler-AMessage底层机制分析
[时间:2016-09] [状态:Open][关键词:android,NuPlayer,开源播放器,播放框架,ALooper,AHandler,AMessage]
前文中提到过NuPlayer基于StagefrightPlayer的基础类构建,利用了更底层的ALooper/AHandler机制来异步地处理请求,ALooper保存消息请求,然后调用AHandler接口去处理。
实际上在代码中NuPlayer本身继承自AHandler类,而ALooper对象保存在NuPlayerDriver中。
ALooper/AHandler机制是模拟的消息循环处理方式,通常有三个主要部分:消息(message,通常包含Handler)、消息队列(queue)、消息处理线程(looper thread)。
对于handler消息机制,构成就必须包括一个Loop,message。那么对应的AHandler,也应该有对应的ALooper、AMessage。
因此本文主要涉及到三个类ALooper、AHandler、AMessage。
1 AHandler接口分析(消息处理类)
下面代码是AHandler接口:// code frome "./frameworks/av/include/media/stagefright/AHandler.h" struct AHandler : public RefBase { AHandler(); ALooper::handler_id id() const; sp<ALooper> looper() const; wp<ALooper> getLooper() const; wp<AHandler> getHandler() const; protected: virtual void onMessageReceived(const sp<AMessage> &msg) = 0; private: friend struct AMessage; // deliverMessage() friend struct ALooperRoster; // setID() uint32_t mMessageCounter; KeyedVector<uint32_t, uint32_t> mMessages; void setID(ALooper::handler_id id, wp<ALooper> looper); void deliverMessage(const sp<AMessage> &msg); };
看上面接口,初步印象是AHandler没有直接对外的接口(只有获取成员变量的接口),基本上只有一个onMessageReceived用于子类继承,deliverMessage用于给类AMessage使用,setID用于给友元类ALooperRoster使用。从这点来说,真正代码应该在AMessage里边。
2 AMessage接口分析(消息载体)
下面代码是AMessage的声明:// code from "./frameworks/av/include/media/stagefright/AMessage.h" struct AMessage : public RefBase { AMessage(); AMessage(uint32_t what, const sp<const AHandler> &handler); // 代码中常用的构造函数 static sp<AMessage> FromParcel(const Parcel &parcel, size_t maxNestingLevel = 255); // Write this AMessage to a parcel. // All items in the AMessage must have types that are recognized by // FromParcel(); otherwise, TRESPASS error will occur. void writeToParcel(Parcel *parcel) const; void setWhat(uint32_t what); uint32_t what() const; // 注意这是一个AHandler,通过这个可以获得ALooper对象引用 void setTarget(const sp<const AHandler> &handler); // 清除所有设置的消息属性参数 void clear(); // 一系列设置/获取 Message 属性的函数。。。 void setInt32/setInt64/setSize/setFloat/setDouble/setPointer/setPointer/setString/setRect/setObject/setBuffer/setMessage(...); bool findInt32/findInt64/findSize/findFloat/findDouble/findPointer/findString/findObject/findBuffer/findMessage/findRect(...) const; // 通过这个函数检索下指定名称的消息属性是否存在 bool contains(const char *name) const; // 投递消息的接口,顾名思义直接投递给构造函数的ALooper,注意支持延时消息,但不支持提前消息,delayUS > 0 status_t post(int64_t delayUs = 0); // 投递消息并等待执行结束后发送response消息 status_t postAndAwaitResponse(sp<AMessage> *response); // If this returns true, the sender of this message is synchronously // awaiting a response and the reply token is consumed from the message // and stored into replyID. The reply token must be used to send the response // using "postReply" below. bool senderAwaitsResponse(sp<AReplyToken> *replyID); // Posts the message as a response to a reply token. A reply token can // only be used once. Returns OK if the response could be posted; otherwise, // an error. status_t postReply(const sp<AReplyToken> &replyID); // 深拷贝 sp<AMessage> dup() const; // 比较两个消息,并返回差异 sp<AMessage> changesFrom(const sp<const AMessage> &other, bool deep = false) const; // 获取消息属性存储的个数及特定索引上的消息属性参数 size_t countEntries() const; const char *getEntryNameAt(size_t index, Type *type) const; protected: virtual ~AMessage(); private: friend struct ALooper; // deliver() uint32_t mWhat; wp<AHandler> mHandler; wp<ALooper> mLooper; // 用于ALooper调用的,发送消息的接口 void deliver(); };
从上面的接口可以看出在使用AMessage是只需要指定消息的id和要处理该消息的AHandler即可,可以通过构造函数,也可以单独调用setWhat和setTarget接口。AMessage构造完成之后,可以调用setXXX设置对应的参数,通过findXXX获取传递的参数。最后通过post即可将消息投递到AHandler的消息队列中。
3 ALooper接口分析(消息处理循环及后台线程)
其简化的声明如下:// code from "./frameworks/av/include/media/stagefright/ALooper.h" struct ALooper : public RefBase { ALooper(); // Takes effect in a subsequent call to start(). void setName(const char *name); const char *getName() const; handler_id registerHandler(const sp<AHandler> &handler); void unregisterHandler(handler_id handlerID); status_t start(bool runOnCallingThread = false, bool canCallJava = false, int32_t priority = PRIORITY_DEFAULT); status_t stop(); static int64_t GetNowUs(); protected: virtual ~ALooper(); private: friend struct AMessage; // post() AString mName; struct Event { int64_t mWhenUs; sp<AMessage> mMessage; }; List<Event> mEventQueue; struct LooperThread; sp<LooperThread> mThread; bool mRunningLocally; // START --- methods used only by AMessage // posts a message on this looper with the given timeout void post(const sp<AMessage> &msg, int64_t delayUs); // creates a reply token to be used with this looper sp<AReplyToken> createReplyToken(); // waits for a response for the reply token. If status is OK, the response // is stored into the supplied variable. Otherwise, it is unchanged. status_t awaitResponse(const sp<AReplyToken> &replyToken, sp<AMessage> *response); // posts a reply for a reply token. If the reply could be successfully posted, // it returns OK. Otherwise, it returns an error value. status_t postReply(const sp<AReplyToken> &replyToken, const sp<AMessage> &msg); // END --- methods used only by AMessage bool loop(); };
ALooper对外接口比较简单,通常就是NuPlayerDriver构造函数中的调用逻辑。先创建一个ALooper对象,然后调用setName和start接口,之后调用registerHandler设置一个AHandler,这样就完成了初始化。在析构之前需要调用stop接口。
这里需要说明下,ALooper::start接口会启动一个线程,并调用ALooper::loop函数,该函数主要实现消息的实际执行。代码如下:
bool ALooper::loop() { Event event; { Mutex::Autolock autoLock(mLock); if (mThread == NULL && !mRunningLocally) { return false; } // 从mEventQueue取出消息,判断是否需要执行,不需要的话就等待 // 需要的话就调用handler执行,并删除对应消息 if (mEventQueue.empty()) { mQueueChangedCondition.wait(mLock); return true; } int64_t whenUs = (*mEventQueue.begin()).mWhenUs; int64_t nowUs = GetNowUs(); if (whenUs > nowUs) { int64_t delayUs = whenUs - nowUs; mQueueChangedCondition.waitRelative(mLock, delayUs * 1000ll); return true; } event = *mEventQueue.begin(); mEventQueue.erase(mEventQueue.begin()); } event.mMessage->deliver(); return true; }
那么消息是通过那个函数添加进来的呢? 这就是友元类AMessage的作用,通过调用ALooper::post接口,将AMessage添加到mEventQueue中。
4 一个调用实例
以NuPlayer::setVideoSurfaceTextureAsync为示例分析下ALooper/AHandler机制。这里不解释ALooper的初始化过程,有兴趣的可以参考资料Android Native层异步消息处理框架的内容。
下面是setVideoSurfaceTextureAsync的代码。
void NuPlayer::setVideoSurfaceTextureAsync( const sp<IGraphicBufferProducer> &bufferProducer) { sp<AMessage> msg = new AMessage(kWhatSetVideoSurface, this); if (bufferProducer == NULL) { msg->setObject("surface", NULL); } else { msg->setObject("surface", new Surface(bufferProducer, true /* controlledByApp */)); } msg->post(); }
这段代码功能很简单,创建一个AMessage对象,并设置下参数,参数类型为Object,名称是"surface",然后通过AMessage::post接口,间接调用ALooper::post接口,将消息发送给ALooper-NuPlayerDriver::mLooper;ALooper的消息循环线程检测到这个消息,在ALooper::loop函数中通过AMessage的deliver接口,调用AHandler::deliverMessage接口,这个函数会调动NuPlayer::onMessageReceived(通过继承机制实现)接口。这样绕了一圈。我们就可以通过ALooper/AHandler机制处理消息了。
具体处理代码如下
void NuPlayer::onMessageReceived(const sp<AMessage> &msg) { switch (msg->what()) { case kWhatSetVideoSurface: { sp<RefBase> obj; CHECK(msg->findObject("surface", &obj)); sp<Surface> surface = static_cast<Surface *>(obj.get()); ALOGD("onSetVideoSurface(%p video decoder)", surface.get()); // Need to check mStarted before calling mSource->getFormat because NuPlayer might // be in preparing state and it could take long time. // When mStarted is true, mSource must have been set. if (mSource == NULL || !mStarted || mSource->getFormat(false /* audio */) == NULL // NOTE: mVideoDecoder's mSurface is always non-null || (mVideoDecoder != NULL && mVideoDecoder->setVideoSurface(surface) == OK)) { performSetSurface(surface); break; } } // ... 省略其他部分代码 } }
总结
本文主要介绍了NuPlayer中ALooper、AHandler、AMessage三个类直接的关系及代码结构,并以NuPlayer::setVideoSurfaceTextureAsync接口的实现为例说明。主要是作为后续深入分析NuPlayer内部机制做一个基础知识介绍。
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