Android 異步消息處理機制 深入理解 Looper衣陶、Handler柄瑰、Message三者關(guān)系

1、概述##

異步消息處理線程:####

異步消息處理線程啟動后會進(jìn)入一個無限的循環(huán)體之中剪况,每循環(huán)一次教沾,從其內(nèi)部的消息隊列中取出一個消息,然后回調(diào)相應(yīng)的消息處理函數(shù)译断,執(zhí)行完成一個消息后則繼續(xù)循環(huán)授翻。若消息隊列為空,線程則會阻塞等待孙咪。說了這一堆堪唐,那么和Handler 、 Looper 翎蹈、Message有啥關(guān)系淮菠?其實Looper負(fù)責(zé)的就是創(chuàng)建一個MessageQueue,然后進(jìn)入一個無限循環(huán)體不斷從該MessageQueue中讀取消息荤堪,而消息的創(chuàng)建者就是一個或多個Handler 合陵。

2、 源碼解析##

1澄阳、Looper####

對于Looper主要是prepare()和loop()兩個方法拥知。首先看prepare()方法:
<pre>
<code>
public static final void prepare() {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(true));
}
</code>
</pre>
sThreadLocal是一個ThreadLocal對象,可以在一個線程中存儲變量碎赢〉吞蓿可以看到,在第5行肮塞,將一個Looper的實例放入了ThreadLocal襟齿,并且2-4行判斷了sThreadLocal是否為null,否則拋出異常峦嗤。這也就說明了Looper.prepare()方法不能被調(diào)用兩次蕊唐,同時也保證了一個線程中只有一個Looper實例~這是個需要注意的地方。下面看Looper的構(gòu)造方法:
<pre>
<code>
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mRun = true;
mThread = Thread.currentThread();
}
</code>
</pre>
在構(gòu)造方法中烁设,創(chuàng)建了一個MessageQueue(消息隊列)替梨。然后看loop()方法:
<pre>
<code>
public static void loop() {

    final Looper me = myLooper();  
    if (me == null) {  
        throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");  
    }  
    final MessageQueue queue = me.mQueue;  

    // Make sure the identity of this thread is that of the local process,  
    // and keep track of what that identity token actually is.  
    Binder.clearCallingIdentity();  
    final long ident = Binder.clearCallingIdentity();  

    for (;;) {  
        Message msg = queue.next(); // might block  
        if (msg == null) {  
            // No message indicates that the message queue is quitting.  
            return;  
        }  

        // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger  
        Printer logging = me.mLogging;  
        if (logging != null) {  
            logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +  
                    msg.callback + ": " + msg.what);  
        }  

        msg.target.dispatchMessage(msg);  

        if (logging != null) {  
            logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);  
        }  

        // Make sure that during the course of dispatching the  
        // identity of the thread wasn't corrupted.  
        final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();  
        if (ident != newIdent) {  
            Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"  
                    + Long.toHexString(ident) + " to 0x"  
                    + Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "  
                    + msg.target.getClass().getName() + " "  
                    + msg.callback + " what=" + msg.what);  
        }  

        msg.recycle();  
    }  

}
</code>
</pre>
第2行:<pre><code>
public static Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get()
}</code></pre>方法直接返回了sThreadLocal存儲的Looper實例,如果me為null則拋出異常装黑,也就是說looper方法必須在prepare方法之后運行副瀑。第6行:拿到該looper實例中的mQueue(消息隊列)13到45行:就進(jìn)入了我們所說的無限循環(huán)。14行:取出一條消息恋谭,如果沒有消息則阻塞糠睡。27行:使用調(diào)用<pre> <code>msg.target.dispatchMessage(msg);</code></pre>把消息交給msg的target的dispatchMessage方法去處理。Msg的target是什么呢疚颊?其實就是handler對象狈孔,下面會進(jìn)行分析信认。44行:釋放消息占據(jù)的資源。Looper主要作用:
1均抽、 與當(dāng)前線程綁定嫁赏,保證一個線程只會有一個Looper實例,同時一個Looper實例也只有一個MessageQueue油挥。
2潦蝇、 loop()方法,不斷從MessageQueue中去取消息深寥,交給消息的target屬性的dispatchMessage去處理攘乒。好了,我們的異步消息處理線程已經(jīng)有了消息隊列(MessageQueue)惋鹅,也有了在無限循環(huán)體中取出消息的哥們则酝,現(xiàn)在缺的就是發(fā)送消息的對象了,于是乎:Handler登場了负饲。
</br>
<h3>2堤魁、Handler</h3>
使用Handler之前喂链,我們都是初始化一個實例返十,比如用于更新UI線程,我們會在聲明的時候直接初始化椭微,或者在onCreate中初始化Handler實例洞坑。所以我們首先看Handler的構(gòu)造方法,看其如何與MessageQueue聯(lián)系上的蝇率,它在子線程中發(fā)送的消息(一般發(fā)送消息都在非UI線程)怎么發(fā)送到MessageQueue中的迟杂。
<pre>
<code>
public Handler() {
this(null, false);
}
public Handler(Callback callback, boolean async) {
if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
final Class<? extends Handler> klass = getClass();
if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
(klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
klass.getCanonicalName());
}
}

    mLooper = Looper.myLooper();  
    if (mLooper == null) {  
        throw new RuntimeException(  
            "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");  
    }  
    mQueue = mLooper.mQueue;  
    mCallback = callback;  
    mAsynchronous = async;  
}  

</code>
</pre>
14行:通過Looper.myLooper()獲取了當(dāng)前線程保存的Looper實例,然后在19行又獲取了這個Looper實例中保存的MessageQueue(消息隊列)本慕,這樣就保證了handler的實例與我們Looper實例中MessageQueue關(guān)聯(lián)上了排拷。
然后看我們最常用的sendMessage方法
<pre>
<code>
public final boolean sendMessage(Message msg) {
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}
</code>
</pre>

<pre>
<code>
public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
Message msg = Message.obtain();
msg.what = what;
return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);
}
</code>
</pre>

<pre>
<code>
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis) {
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
</code>
</pre>

<pre>
<code>
public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue == null) {
RuntimeException e = new RuntimeException(
this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
return false;
}
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}
</code>
</pre>
輾轉(zhuǎn)反則最后調(diào)用了sendMessageAtTime,在此方法內(nèi)部有直接獲取MessageQueue然后調(diào)用了enqueueMessage方法锅尘,我們再來看看此方法:
<pre>
<code>
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
</code>
</pre>
enqueueMessage中首先為meg.target賦值為this监氢,【如果大家還記得Looper的loop方法會取出每個msg然后交給msg,target.dispatchMessage(msg)去處理消息】,也就是把當(dāng)前的handler作為msg的target屬性藤违。最終會調(diào)用queue的enqueueMessage的方法浪腐,也就是說handler發(fā)出的消息,最終會保存到消息隊列中去顿乒。

現(xiàn)在已經(jīng)很清楚了Looper會調(diào)用prepare()和loop()方法议街,在當(dāng)前執(zhí)行的線程中保存一個Looper實例,這個實例會保存一個MessageQueue對象璧榄,然后當(dāng)前線程進(jìn)入一個無限循環(huán)中去特漩,不斷從MessageQueue中讀取Handler發(fā)來的消息吧雹。然后再回調(diào)創(chuàng)建這個消息的handler中的dispathMessage方法,下面我們趕快去看一看這個方法:
<pre>
<code>
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
</code>
</pre>
可以看到涂身,第10行吮炕,調(diào)用了handleMessage方法,下面我們?nèi)タ催@個方法:
<pre>
<code>
/**

  • Subclasses must implement this to receive messages.
    */
    public void handleMessage(Message msg) {
    }
    </code>
    </pre>
    可以看到這是一個空方法访得,為什么呢龙亲,因為消息的最終回調(diào)是由我們控制的,我們在創(chuàng)建handler的時候都是復(fù)寫handleMessage方法悍抑,然后根據(jù)msg.what進(jìn)行消息處理鳄炉。
    例如:
    <pre>
    <code>
    private Handler mHandler = new Handler()
    {
    public void handleMessage(android.os.Message msg)
    {
    switch (msg.what)
    {
    case value:

           break;  
    
       default:  
           break;  
       }  
    

    };
    };
    </code>
    </pre>
    <h4>總結(jié)一下</h4>
    1、首先Looper.prepare()在本線程中保存一個Looper實例搜骡,然后該實例中保存一個MessageQueue對象拂盯;因為Looper.prepare()在一個線程中只能調(diào)用一次,所以MessageQueue在一個線程中只會存在一個记靡。
    2谈竿、Looper.loop()會讓當(dāng)前線程進(jìn)入一個無限循環(huán),不端從MessageQueue的實例中讀取消息摸吠,然后回調(diào)msg.target.dispatchMessage(msg)方法空凸。
    3、Handler的構(gòu)造方法寸痢,會首先得到當(dāng)前線程中保存的Looper實例呀洲,進(jìn)而與Looper實例中的MessageQueue想關(guān)聯(lián)。
    4啼止、Handler的sendMessage方法道逗,會給msg的target賦值為handler自身,然后加入MessageQueue中献烦。
    5滓窍、在構(gòu)造Handler實例時,我們會重寫handleMessage方法巩那,也就是msg.target.dispatchMessage(msg)最終調(diào)用的方法吏夯。
    好了,總結(jié)完成拢操,大家可能還會問锦亦,那么在Activity中,我們并沒有顯示的調(diào)用Looper.prepare()和Looper.loop()方法令境,為啥Handler可以成功創(chuàng)建呢杠园,這是因為在Activity的啟動代碼中,已經(jīng)在當(dāng)前UI線程調(diào)用了Looper.prepare()和Looper.loop()方法舔庶。

<h4>3抛蚁、Handler post</h4>
Handler的post方法創(chuàng)建的線程和UI線程有什么關(guān)系陈醒?
有時候為了方便,我們會直接寫如下代碼:
<pre>
<code>
mHandler.post(new Runnable()
{
@Override
public void run()
{
Log.e("TAG", Thread.currentThread().getName());
mTxt.setText("yoxi");
}
});
</code>
</pre>
然后run方法中可以寫更新UI的代碼瞧甩,其實這個Runnable并沒有創(chuàng)建什么線程钉跷,而是發(fā)送了一條消息,下面看源碼:
<pre>
<code>
public final boolean post(Runnable r) {
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
</code>
</pre>

<pre>
<code>
private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();
m.callback = r;
return m;
}
</code>
</pre>
可以看到肚逸,在getPostMessage中爷辙,得到了一個Message對象,然后將我們創(chuàng)建的Runable對象作為callback屬性朦促,賦值給了此message.
注:產(chǎn)生一個Message對象膝晾,可以new ,也可以使用Message.obtain()方法务冕;兩者都可以血当,但是更建議使用obtain方法,因為Message內(nèi)部維護(hù)了一個Message池用于Message的復(fù)用禀忆,避免使用new 重新分配內(nèi)存臊旭。
<pre>
<code>
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis) {
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
</code>
</pre>

<pre>
<code>
public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue == null) {
RuntimeException e = new RuntimeException(
this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
return false;
}
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}
</code>
</pre>
最終和handler.sendMessage一樣,調(diào)用了sendMessageAtTime箩退,然后調(diào)用了enqueueMessage方法离熏,給msg.target賦值為handler,最終加入MessagQueue.
可以看到乏德,這里msg的callback和target都有值撤奸,那么會執(zhí)行哪個呢?
其實上面已經(jīng)貼過代碼喊括,就是dispatchMessage方法:
<pre>
<code>
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
</code>
</pre>
第2行,如果不為null矢棚,則執(zhí)行callback回調(diào)郑什,也就是我們的Runnable對象。
最后來張圖解:

20140805002935859.png

4蒲肋、最后##

其實Handler不僅可以更新UI蘑拯,你完全可以在一個子線程中去創(chuàng)建一個Handler,然后使用這個handler實例在任何其他線程中發(fā)送消息兜粘,最終處理消息的代碼都會在你創(chuàng)建Handler實例的線程中運行申窘。
<pre>
<code>
new Thread() {
private Handler handler;
public void run() {

            Looper.prepare();  
              
            handler = new Handler()   {  
                public void handleMessage(android.os.Message msg)  
                {  
                    Log.e("TAG",Thread.currentThread().getName());  
                };  
            }
        }

};
</code>
</pre>
Android不僅給我們提供了異步消息處理機制讓我們更好的完成UI的更新,其實也為我們提供了異步消息處理機制代碼的參考~~不僅能夠知道原理孔轴,最好還可以將此設(shè)計用到其他的非Android項目中去

最后編輯于
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