Android消息机制源码分析

本篇主要介绍Android中的消息机制，即Looper、Handler是如何协同工作的；

Looper：主要用来管理当前线程的消息队列，每个线程只能有一个Looper

Handler：用来将消息（Message）插入到当前线程的消息队列，并负责分发Looper中的消息，将消息发送到当前线程执行

具体关系图如下所示：

接下来我们来分析一下Looper和Handler的源码，了解一下其中的奥妙。

首先我们从一个程序运行的入口来分析，源码如下：

public static void main(String[] args){
    
    ......
    Looper.prepareMainLooper();//初始化Looper
    
    ......
    if(smainThreadHandler==null){
    smainThreadHandler=thread.getHandler();//初始化Handler
    }
    
    ......
    
    Looper.loop();//消息循环执行
    }

可以看出，程序在运行的时候首先会创建主线程的Looper对象，并通过Looper开启消息循环，不停的取出消息并执行；

接下来我们来研究Looper的源码；

第一部分：Looper源码

初始化

 private Looper(boolean quitAllowed) {
        mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
        mThread = Thread.currentThread();
    }
    
    初始化Looper对象（该过程包含初始化消息队列和当前线程对象）
    private static void prepare(boolean quitAllowed) {
        if (sThreadLocal.get() != null) {
            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
        }
        sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
    }

可以看出Looper在初始化的时候，首先会创建消息队列，并通过sThreadLocal保存在当前的线程本地变量中；

再来看一下程序入口Looper.prepareMainLooper();//初始化Looper究竟执行了什么

//初始化主线程的Looper对象
     public static void prepareMainLooper() {
        prepare(false);
        synchronized (Looper.class) {
            if (sMainLooper != null) {
                throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
            }
            sMainLooper = myLooper();
        }
    }

这里有两行关键的代码：prepare(false);和sMainLooper = myLooper();

首先我们来看prepare(false);即上面讲到的 初始化Looper，可以看看上面的源码；

我们来看sMainLooper = myLooper();

 public static @Nullable Looper myLooper() {
        return sThreadLocal.get();
    }

非常简单，我们上面提到在初始化Looper的时候会把Looper保存到当前线程的本地变量中，而这行代码的意思

就是从线程本地变量中将looper取出来

有了Looper，程序怎样才能运行？答案就在Looper.loop();//消息循环执行

 public static void loop() {
        final Looper me = myLooper();//得到当前线程的Looper对象
        if (me == null) {
            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
        }
        final MessageQueue queue = me.mQueue;//得到消息队列

      ......

      //执行消息循环
        for (;;) {
            Message msg = queue.next(); // might block
            if (msg == null) {
                // No message indicates that the message queue is quitting.
                return;
            }
            msg.target.dispatchMessage(msg);
            msg.recycleUnchecked();
        }
    }

显而易见，loop方法就是获取到当前线程的Looper对象，并从中循环取出消息，并执行，程序就这样跑起来了，具体是如何分发消息的

我们将会在下面讲解；

至此我们至少应该明白，当主线程在执行的时候

1、初始化Looper，并将Looper保存的线程变量中

2、Looper在初始化的时候会创建消息队列，并管理消息队列

2、取出Looper，并从消息队列中取出消息，循环执行

第二部分：Handler源码

我们知道Handler有两种使用方式，一种是使用handler.post(Runnable r);另一种是复写handleMessage(Message msg)方法

复写handleMessage(Message msg)方法非常简单，Handler在消息分发的时候，直接回调该方法即可，我们主要来研究第一种

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

看到这个我们首先得明白getPostMessage(r)干了什么

private static Message getPostMessage(Runnable r) {
        Message m = Message.obtain();
        m.callback = r;
        return m;
    }

可以看出是将r封装成了一个消息，r作为该消息的回调；

我们接着看：

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

关键代码在sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);

继续：

//得到消息队列
    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);
    }

这段代码主要就是获取到消息队列，有了消息队列我们接着看enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);

//handler和msg建立关联
    private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
        msg.target = this;
        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
    }

 msg.target = this;这里将msg的target指向自己，msg的target只能是this
最后相信大家也看出来了，接下来就是真正将msg插入到消息队列了

//负责将msg插入到消息队列
     boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
        if (msg.target == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
        }

        synchronized (this) {
         //将msg插入到消息队列
        
            msg.when = when;
            Message p = mMessages;
            boolean needWake;
            //消息队列为链式存储 如果消息队列中的消息为0，将msg插入到第一个，并新建一个message对象，将
            //msg对象的next指向新建的message 等待新msg插入
            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 {
            //将msg插入到队尾
                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;
            }

          
        }
        return true;
    }

绕了这么大一圈，最后是通过Handler中的消息队列，将消息成功插入队尾，至此handler在post的时候实际上

是将r封装成了一个msg并插入到消息队列；

另外这里再提一下Handler第二种方式即复写handleMessage(Message msg)方法使用

handler.sendMessage(msg);

其源代码其实就是执行以上的

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

重复以上一系列过程，将msg插入到消息队列；

最后我们来看一下比较关键的消息分发，消息分发是在以上Looper源码的loop方法中核心方法是：

 msg.target.dispatchMessage(msg);

我们知道msg的target只能是Handler本身，因此消息分发是在Handler中来完成的；

  /**
     * Handle system messages here.
     */
    public void dispatchMessage(Message msg) {
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }
            handleMessage(msg);
        }
    }

第一：if (msg.callback != null)  如果你传入了callback即Runnable，那么就执行 handleCallback(msg);

即调用r的run方法，通常是handler.post(r);类型的

第二：if (mCallback != null)这种方法允许让activity等来实现Handler.Callback接口，避免了自己编写handler重写handleMessage方法。

第三：handleMessage(msg); 即handler.sendMessage(msg);时调用的。直接回调Handler的handleMessage(msg);方法

至此，Android中的消息机制Looper和Handler相信你已经有了一定的了解；

最后我们再来总结一下

1、Looper 一个线程中只能有一个Looper，用来管理消息队列

2、Looper从消息队列里取出msg，交给Handler来进行分发，分发到Handler所在的线程执行，即创建Handler时的线程；

3、可以在当前线程中创建消息对象或直接复写Runnable的run方法，同过Handler将msg和r封装后的msg插入到消息队列