Handler消息機制源碼分析

本文用AndroidStudio追尋源碼的方式來分析Handler消息機制
1楔脯、應(yīng)用程序的入口是ActivityThread類中的main方法,當(dāng)打開應(yīng)用程序時,會首先調(diào)用ActivityThread類中的main()方法;而main()方法中主要調(diào)用了Looper.prepareMainLooper()和Looper.loop()兩個方法

public static final void main(String[] args) { 
  //初始化looper Looper.prepareMainLooper(); 
  //將輪詢器輪詢起來
   Looper.loop();
}

2、先看Looper類中的prepareMainLooper()方法泽论,調(diào)用了prepare(false)方法

public static void prepareMainLooper() {
  prepare(false); 
  synchronized (Looper.class) { 
  //保證主線程Looper唯一
    if (sMainLooper != null) { 
      throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared."); 
    } 
  sMainLooper = myLooper();
  }
}

Looper中的prepare()方法,創(chuàng)建了Looper對象

private static void prepare(boolean quitAllowed) { 
  if (sThreadLocal.get() != null) { 
    throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
  } 
   //創(chuàng)建Looper對象 
   sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}

Looper的構(gòu)造方法卡乾,創(chuàng)建MessageQueue消息隊列

private Looper(boolean quitAllowed) { 
  //創(chuàng)建MessageQueue消息隊列
  mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
  mThread = Thread.currentThread();
}

3翼悴、然后繼續(xù)調(diào)用ActivityThread類中的Looper.loop()方法

public static void loop() { 
  //獲取Looper對象和MessageQueue消息隊列 
  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;
  //開始無限輪詢 ,注意這里是死循環(huán)在Android2.3的源碼時用的while(true)循環(huán)
  for (;;) {
    //只要消息隊列中有消息说订,不斷的從消息隊列中取消息 
    Message Message = queue.next(); 
    might block if (Message == null) { 
      return; 
    } 
    //處理消息 
    Message.target.dispatchMessage(Message); 
    //回收消息 
    Message.recycleUnchecked();
   }
}

4抄瓦、發(fā)送消息時創(chuàng)建Handler對象的過程潮瓶,Handler重載的構(gòu)造很多,但最終調(diào)用的是兩個钙姊,或者三個參數(shù)的構(gòu)造毯辅,最終目的就是將Looper對象和MessageQueue對象的引用保存到Handler的成員變量中

public Handler() {this(null, false);}
public Handler(Callback callback) {this(callback, false);}
public Handler(Looper looper) { this(looper, null, false);}
public Handler(Looper looper, Callback callback){this(looper,callback,false);}
public Handler(boolean async) {this(null, async);}

public Handler(Callback callback, boolean async) { 
  //獲取當(dāng)前線程的Looper對象,并保存到Handler的成員變量中 
  mLooper = Looper.myLooper(); 
  if (mLooper == null) { 
    throw new RuntimeException("Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
   } 
  //將Looper中的MessageQueue保存到Handler的成員變量中
  mQueue = mLooper.mQueue; 
  mCallback = callback; 
  mAsynchronous = async;
}

public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async) { 
  //獲取當(dāng)前線程的Looper對象煞额,并保存到Handler的成員變量中
  mLooper = looper; 
  //將Looper中的MessageQueue保存到Handler的成員變量中
  mQueue = looper.mQueue;
  mCallback = callback;
  mAsynchronous = async;
}

5思恐、然后我們要先明白,消息是從Message的回收隊列中取出來的膊毁,那我們?nèi)タ匆幌翸essage回收隊列的實現(xiàn)原理,回收消息是調(diào)用了Message類的recycle()方法

public void recycle() {
  recycleUnchecked();
}

/*package*/ Message next;
private static Message sPool;
private static int sPoolSize = 0;
private static final int MAX_POOL_SIZE = 50;

void recycleUnchecked() {
  synchronized (sPoolSync) {
    //判斷回收隊列是否比隊列的最大值大    
    if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) {   
        //此處代碼是消息回收隊列的核心代碼胀莹,我用圖來分析原理
        next = sPool;       
        sPool = this;        
        sPoolSize++;        
      }
  }
}

6、接下來婚温,我們看一下如何從消息回收隊列取出一條消息描焰,一般我們用Message.obtain()方法來獲取一條空消息

public static Message obtain() {
  synchronized (sPoolSync) {
    //判斷消息池中是否有消息
    if (sPool != null) { 
      Message m = sPool;
      sPool = m.next; 
      m.next = null; 
      m.flags = 0; 
      // clear in-use flag 
      sPoolSize--;
      return m; 
    }
  }
  return new Message();
}

7、現(xiàn)在空消息已經(jīng)獲取到栅螟,繼續(xù)看Handler發(fā)送消息的過程荆秦,我們發(fā)送消息有三種形式:最常見的是調(diào)用handler.sendMessage()發(fā)送一條消息,最終會調(diào)用handler.sendMessageAtTime(Message Message, long uptimeMillis)方法

public final boolean sendMessage(Message msg){    return sendMessageDelayed(msg, 0);}

public final boolean sendEmptyMessage(int what){    return sendEmptyMessageDelayed(what, 0);}

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

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

public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
  //獲取Handler中的消息隊列    
  MessageQueue queue = mQueue;    
  if (queue == null) {        
    RuntimeException e = new RuntimeException(this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");        
    Log.w("Looper", e.getMessage(), e);        
    return false;    
  }    
  //將要發(fā)送的消息和時間加入消息隊列
  return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}

繼續(xù)看enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis)方法

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
  //將當(dāng)前handler對象的引用賦值給Message中的target變量    
  msg.target = this;    
  if (mAsynchronous) {        
    msg.setAsynchronous(true);    
  }    
   //調(diào)用c庫中的方法將消息添加到消息隊列
  return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}

8力图、第二種常見的發(fā)送消息的方法是handler.post(Runnable r),最終也是調(diào)用的sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)方法,添加一條消息到消息隊列

public final boolean post(Runnable r){   
  return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}

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

接下來看Runnable 對象在哪被調(diào)用步绸,當(dāng)你用post的方式發(fā)送一條消息時,會調(diào)用getPostMessage()方法來獲取該消息吃媒,并將該消息的runnable的應(yīng)用賦值給Message的callback變量

/*package*/ Runnable callback;//Message類中的callback成員變量

private static Message getPostMessage(Runnable r) {    
  Message m = Message.obtain();
  //將runnable接口的引用賦值給Message的callback變量    
  m.callback = r;    
  return m;
}

9瓤介、第三種發(fā)送消息的方法是在創(chuàng)建Handler對象的時候傳一個Callback引用進去,Handler部分的代碼看第4條的代碼,Callback原來是個接口赘那,而且有一個抽象方法需要重寫刑桑,這和空參的new Handler(),原理是一樣的

public interface Callback {    
  public boolean handleMessage(Message msg);
}

10募舟、消息添加到消息隊列中后漾月,由Looper.loope();一直在執(zhí)行,會不斷從消息隊列中取出消息胃珍,并調(diào)用Message.target.dispatchMessage()方法處理消息

public void dispatchMessage(Message msg) { 
  //判斷Message中的callback變量是否為空   
  if (msg.callback != null) {        
    handleCallback(msg);    
  } else {
    //判斷Handler中的mCallback變量是否為空        
    if (mCallback != null) {            
      if (mCallback.handleMessage(msg)) {                
        return;            
      }        
    }
    //處理sendMessage();方法發(fā)送的消息        
    handleMessage(msg);    
  }
}

首先,Handler處理消息的時候會優(yōu)先判斷Message中的callback是否為null蜓陌,不為空的話調(diào)用handleCallback(Message)觅彰,執(zhí)行我們重寫的run()方法

private static void handleCallback(Message message) { message.callback.run();}

其次,Handler會判斷自己的成員變量mCallback是否為null钮热,不為空的話執(zhí)行mCallback.handleMessage(Message)填抬,也就是創(chuàng)建Handler對象時傳進去的接口的抽象方法

public interface Callback { 
  public boolean handleMessage(Message msg);
}

最后調(diào)用我們創(chuàng)建空參Handler對象時所重寫的handleMessage(Message msg)方法

//該方法為空實現(xiàn),是我們在創(chuàng)建Handler對象的時候重寫的handleMessage()方法隧期,根據(jù)msg.what進行消息處理
public void handleMessage(Message msg) {}

補充:
1飒责、Message回收隊列的實現(xiàn)原理
Message回收隊列赘娄,以鏈表的形式不斷的將回收到的Message添加到鏈表的頭部,此時消息的回收已經(jīng)完成了


Message回收隊列實現(xiàn)原理.png

2宏蛉、從Message回收隊列中獲取一條空消息進行復(fù)用
我還是以畫圖的形式來分析取消息的過程


Message取出消息的實現(xiàn)原理.png

3遣臼、發(fā)送一條消息到MessageQueue的過程分析,看MessageQueue中的enqueueMessage()方法中的代碼

if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
    // New head, wake up the event queue if blocked.    
  msg.next = p;    
  mMessages = msg;    
  needWake = mBlocked;
} else {    
  needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();    
  Message prev;    
  for (;;) {        
    prev = p;        
    p = p.next;        
    if (p == null || when < p.when) {            
      break;        
    }        
    if (needWake && p.isAsynchronous()) {            needWake = false;        
    }    
  }    
  msg.next = p; // invariant: p == prev.next      
  prev.next = msg;
}

到現(xiàn)在,Handler消息的整體流程就走完了拾并,歡迎大家批評指正揍堰!

推薦:
Message在MessageQueue中的入列和出列流程
http://www.reibang.com/p/a8708d315039

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