• [转]深入理解Android消息队列原理篇 Looper、Handler

    本文转自：

    http://www.cyqdata.com/android/article-detail-36658

    本篇深入理解Android消息队列原理篇，将为您讲述Android世界中的消息机制，无论是android线程内部或者线程之间,当它们进行信息交互时,则会传递这些消息，为此，深入理解这些消息队列原理，将有助于我们更好的掌握android开发：

    1.Message

    消息对象，顾名思义就是记录消息信息的类。这个类有几个比较重要的字段：

    a.arg1和arg2：我们可以使用两个字段用来存放我们需要传递的整型值，在Service中，我们可以用来存放Service的ID。

    b.obj：该字段是Object类型，我们可以让该字段传递某个多项到消息的接受者中。

    c.what：这个字段可以说是消息的标志，在消息处理中，我们可以根据这个字段的不同的值进行不同的处理，类似于我们在处理Button事件时，通过switch(v.getId())判断是点击了哪个按钮。

    在使用Message时，我们可以通过new Message()创建一个Message实例，但是Android更推荐我们通过Message.obtain()或者Handler.obtainMessage()获取Message对象。这并不一定是直接创建一个新的实例，而是先从消息池中看有没有可用的Message实例，存在则直接取出并返回这个实例。反之如果消息池中没有可用的Message实例，则根据给定的参数new一个新Message对象。通过分析源码可得知，Android系统默认情况下在消息池中实例化10个Message对象。

    2.MessageQueue

    消息队列，用来存放Message对象的数据结构，按照“先进先出”的原则存放消息。存放并非实际意义的保存，而是将Message对象以链表的方式串联起来的。MessageQueue对象不需要我们自己创建，而是有Looper对象对其进行管理，一个线程最多只可以拥有一个MessageQueue。我们可以通过Looper.myQueue()获取当前线程中的MessageQueue。

    3.Looper

    MessageQueue的管理者，在一个线程中，如果存在Looper对象，则必定存在MessageQueue对象，并且只存在一个Looper对象和一个MessageQueue对象。在Android系统中，除了主线程有默认的Looper对象，其它线程默认是没有Looper对象。如果想让我们新创建的线程拥有Looper对象时，我们首先应调用Looper.prepare()方法，然后再调用Looper.loop()方法。典型的用法如下：

     

    [java] view plaincopyprint?
    1. class LooperThread extends Thread  
    2.   
    3. {  
    4.   
    5.     public Handler mHandler;  
    6.   
    7.     public void run()  
    8.   
    9.     {  
    10.   
    11.         Looper.prepare();  
    12.   
    13.         //其它需要处理的操作   
    14.   
    15.         Looper.loop();  
    16.   
    17.     }  
    18.   
    19. }  

    倘若我们的线程中存在Looper对象，则我们可以通过Looper.myLooper()获取，此外我们还可以通过Looper.getMainLooper()获取当前应用系统中主线程的Looper对象。在这个地方有一点需要注意，假如Looper对象位于应用程序主线程中，则Looper.myLooper()和Looper.getMainLooper()获取的是同一个对象。

    4.Handler

    消息的处理者。通过Handler对象我们可以封装Message对象，然后通过sendMessage(msg)把Message对象添加到MessageQueue中；当MessageQueue循环到该Message时，就会调用该Message对象对应的handler对象的handleMessage()方法对其进行处理。由于是在handleMessage()方法中处理消息，因此我们应该编写一个类继承自Handler，然后在handleMessage()处理我们需要的操作。

     

    下面我们通过跟踪代码分析在Android中是如何处理消息。首先贴上测试代码：

    [java] view plaincopyprint?
    1. /** 
    2.  
    3.  *  
    4.  
    5.  * @author coolszy 
    6.  
    7.  * @blog http://blog.csdn.net/coolszy 
    8.  
    9.  * 
    10.  
    11.  */  
    12.   
    13. public class MessageService extends Service  
    14.   
    15. {  
    16.   
    17.     private static final String TAG = "MessageService";  
    18.   
    19.     private static final int KUKA = 0;  
    20.   
    21.    
    22.   
    23.     private Looper looper;  
    24.   
    25.     private ServiceHandler handler;  
    26.   
    27.    
    28.   
    29.     /** 
    30.  
    31.      * 由于处理消息是在Handler的handleMessage()方法中，因此我们需要自己编写类 
    32.  
    33.      * 继承自Handler类，然后在handleMessage()中编写我们所需要的功能代码 
    34.  
    35.      * @author coolszy 
    36.  
    37.      * 
    38.  
    39.      */  
    40.   
    41.     private final class ServiceHandler extends Handler  
    42.   
    43.     {  
    44.   
    45.         public ServiceHandler(Looper looper)  
    46.   
    47.         {  
    48.   
    49.             super(looper);  
    50.   
    51.         }  
    52.   
    53.    
    54.   
    55.         @Override  
    56.   
    57.         public void handleMessage(Message msg)  
    58.   
    59.         {  
    60.   
    61.             // 根据what字段判断是哪个消息   
    62.   
    63.             switch (msg.what)  
    64.   
    65.             {  
    66.   
    67.             case KUKA:  
    68.   
    69.                 //获取msg的obj字段。我们可在此编写我们所需要的功能代码   
    70.   
    71.                 Log.i(TAG, "The obj field of msg:" + msg.obj);  
    72.   
    73.                 break;  
    74.   
    75.             // other cases   
    76.   
    77.             default:  
    78.   
    79.                 break;  
    80.   
    81.             }  
    82.   
    83.             // 如果我们Service已完成任务，则停止Service   
    84.   
    85.             stopSelf(msg.arg1);  
    86.   
    87.         }  
    88.   
    89.     }  
    90.   
    91.    
    92.   
    93.     @Override  
    94.   
    95.     public void onCreate()  
    96.   
    97.     {  
    98.   
    99.         Log.i(TAG, "MessageService-->onCreate()");  
    100.   
    101.    
    102.   
    103.         // 默认情况下Service是运行在主线程中，而服务一般又十分耗费时间，如果   
    104.   
    105.         // 放在主线程中，将会影响程序与用户的交互，因此把Service   
    106.   
    107.         // 放在一个单独的线程中执行   
    108.   
    109.         HandlerThread thread = new HandlerThread("MessageDemoThread", Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);  
    110.   
    111.         thread.start();  
    112.   
    113.    
    114.   
    115.         // 获取当前线程中的looper对象   
    116.   
    117.         looper = thread.getLooper();  
    118.   
    119.         //创建Handler对象，把looper传递过来使得handler、   
    120.   
    121.         //looper和messageQueue三者建立联系   
    122.   
    123.         handler = new ServiceHandler(looper);  
    124.   
    125.     }  
    126.   
    127.    
    128.   
    129.     @Override  
    130.   
    131.     public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId)  
    132.   
    133.     {  
    134.   
    135.         Log.i(TAG, "MessageService-->onStartCommand()");  
    136.   
    137.    
    138.   
    139.         //从消息池中获取一个Message实例   
    140.   
    141.         Message msg = handler.obtainMessage();  
    142.   
    143.         // arg1保存线程的ID，在handleMessage()方法中   
    144.   
    145.         // 我们可以通过stopSelf(startId)方法，停止服务   
    146.   
    147.         msg.arg1 = startId;  
    148.   
    149.         // msg的标志   
    150.   
    151.         msg.what = KUKA;  
    152.   
    153.         // 在这里我创建一个date对象，赋值给obj字段   
    154.   
    155.         // 在实际中我们可以通过obj传递我们需要处理的对象   
    156.   
    157.         Date date = new Date();  
    158.   
    159.         msg.obj = date;  
    160.   
    161.         // 把msg添加到MessageQueue中   
    162.   
    163.         handler.sendMessage(msg);  
    164.   
    165.    
    166.   
    167.         return START_STICKY;  
    168.   
    169.     }  
    170.   
    171.    
    172.   
    173.     @Override  
    174.   
    175.     public void onDestroy()  
    176.   
    177.     {  
    178.   
    179.         Log.i(TAG, "MessageService-->onDestroy()");  
    180.   
    181.     }  
    182.   
    183.    
    184.   
    185.     @Override  
    186.   
    187.     public IBinder onBind(Intent intent)  
    188.   
    189.     {  
    190.   
    191.         return null;  
    192.   
    193.     }  
    194.   
    195. }  

    运行结果：

     

    注：在测试代码中我们使用了HandlerThread类，该类是Thread的子类，该类运行时将会创建looper对象，使用该类省去了我们自己编写Thread子类并且创建Looper的麻烦。

     

    下面我们分析下程序的运行过程：

    1.onCreate()

    首先启动服务时将会调用onCreate()方法，在该方法中我们new了一个HandlerThread对象，提供了线程的名字和优先级。

    紧接着我们调用了start()方法，执行该方法将会调用HandlerThread对象的run()方法：

    [java] view plaincopyprint?
    1. public void run() {  
    2.   
    3.         mTid = Process.myTid();  
    4.   
    5.         Looper.prepare();  
    6.   
    7.         synchronized (this) {  
    8.   
    9.             mLooper = Looper.myLooper();  
    10.   
    11.             notifyAll();  
    12.   
    13.         }  
    14.   
    15.         Process.setThreadPriority(mPriority);  
    16.   
    17.         onLooperPrepared();  
    18.   
    19.         Looper.loop();  
    20.   
    21.         mTid = -1;  
    22.   
    23.     }  

    在run()方法中，系统给线程添加的Looper，同时调用了Looper的loop()方法：

    [java] view plaincopyprint?
    1. public static final void loop() {  
    2.   
    3.         Looper me = myLooper();  
    4.   
    5.         MessageQueue queue = me.mQueue;  
    6.   
    7.         while (true) {  
    8.   
    9.             Message msg = queue.next(); // might block   
    10.   
    11.             //if (!me.mRun) {   
    12.   
    13.             //    break;   
    14.   
    15.             //}   
    16.   
    17.             if (msg != null) {  
    18.   
    19.                 if (msg.target == null) {  
    20.   
    21.                     // No target is a magic identifier for the quit message.   
    22.   
    23.                     return;  
    24.   
    25.                 }  
    26.   
    27.                 if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(  
    28.   
    29.                         ">>>>> Dispatching to " + msg.target + " "  
    30.   
    31.                         + msg.callback + ": " + msg.what  
    32.   
    33.                         );  
    34.   
    35.                 msg.target.dispatchMessage(msg);  
    36.   
    37.                 if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(  
    38.   
    39.                         "<<<<< Finished to    " + msg.target + " "  
    40.   
    41.                         + msg.callback);  
    42.   
    43.                 msg.recycle();  
    44.   
    45.             }  
    46.   
    47.         }  
    48.   
    49.     }  

    通过源码我们可以看到loop()方法是个死循环，将会不停的从MessageQueue对象中获取Message对象，如果MessageQueue 对象中不存在Message对象，则结束本次循环，然后继续循环；如果存在Message对象，则执行 msg.target.dispatchMessage(msg)，但是这个msg的.target字段的值是什么呢？我们先暂时停止跟踪源码，返回到onCreate()方法中。线程执行完start()方法后，我们可以获取线程的Looper对象，然后new一个ServiceHandler对象，我们把Looper对象传到ServiceHandler构造函数中将使handler、looper和messageQueue三者建立联系。

    2.onStartCommand()

    执行完onStart()方法后，将执行onStartCommand()方法。首先我们从消息池中获取一个Message实例，然后给Message对象的arg1、what、obj三个字段赋值。紧接着调用sendMessage(msg)方法，我们跟踪源代码，该方法将会调用sendMessageDelayed(msg, 0)方法，而sendMessageDelayed()方法又会调用sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis)方法，在该方法中我们要注意该句代码msg.target = this，msg的target指向了this，而this就是ServiceHandler对象，因此msg的target字段指向了ServiceHandler对象，同时该方法又调用MessageQueue 的enqueueMessage(msg, uptimeMillis)方法：

    [java] view plaincopyprint?
    1. final boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {  
    2.   
    3.         if (msg.when != 0) {  
    4.   
    5.             throw new AndroidRuntimeException(msg  
    6.   
    7.                     + " This message is already in use.");  
    8.   
    9.         }  
    10.   
    11.         if (msg.target == null && !mQuitAllowed) {  
    12.   
    13.             throw new RuntimeException("Main thread not allowed to quit");  
    14.   
    15.         }  
    16.   
    17.         synchronized (this) {  
    18.   
    19.             if (mQuiting) {  
    20.   
    21.                 RuntimeException e = new RuntimeException(  
    22.   
    23.                     msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");  
    24.   
    25.                 Log.w("MessageQueue", e.getMessage(), e);  
    26.   
    27.                 return false;  
    28.   
    29.             } else if (msg.target == null) {  
    30.   
    31.                 mQuiting = true;  
    32.   
    33.             }  
    34.   
    35.    
    36.   
    37.             msg.when = when;  
    38.   
    39.             //Log.d("MessageQueue", "Enqueing: " + msg);   
    40.   
    41.             Message p = mMessages;  
    42.   
    43.             if (p == null || when == 0 || when < p.when) {  
    44.   
    45.                 msg.next = p;  
    46.   
    47.                 mMessages = msg;  
    48.   
    49.                 this.notify();  
    50.   
    51.             } else {  
    52.   
    53.                 Message prev = null;  
    54.   
    55.                 while (p != null && p.when <= when) {  
    56.   
    57.                     prev = p;  
    58.   
    59.                     p = p.next;  
    60.   
    61.                 }  
    62.   
    63.                 msg.next = prev.next;  
    64.   
    65.                 prev.next = msg;  
    66.   
    67.                 this.notify();  
    68.   
    69.             }  
    70.   
    71.         }  
    72.   
    73.         return true;  
    74.   
    75.     }  

    该方法主要的任务就是把Message对象的添加到MessageQueue中（数据结构最基础的东西，自己画图理解下）。

    handler.sendMessage()-->handler.sendMessageDelayed()-->handler.sendMessageAtTime()-->msg.target = this;queue.enqueueMessage==>把msg添加到消息队列中

    3.handleMessage(msg)

    onStartCommand()执行完毕后我们的Service中的方法就执行完毕了，那么handleMessage()是怎么调用的呢？在前面分析的loop()方法中，我们当时不知道msg的target字段代码什么，通过上面分析现在我们知道它代表ServiceHandler对象，msg.target.dispatchMessage(msg);则表示执行ServiceHandler对象中的dispatchMessage()方法：

    [java] view plaincopyprint?
    1. public void dispatchMessage(Message msg) {  
    2.   
    3.         if (msg.callback != null) {  
    4.   
    5.             handleCallback(msg);  
    6.   
    7.         } else {  
    8.   
    9.             if (mCallback != null) {  
    10.   
    11.                 if (mCallback.handleMessage(msg)) {  
    12.   
    13.                     return;  
    14.   
    15.                 }  
    16.   
    17.             }  
    18.   
    19.             handleMessage(msg);  
    20.   
    21.         }  
    22.   
    23.     }  

    该方法首先判断callback是否为空，我们跟踪的过程中未见给其赋值，因此callback字段为空，所以最终将会执行handleMessage()方法，也就是我们ServiceHandler类中复写的方法。在该方法将根据what字段的值判断执行哪段代码。

    至此，我们看到，一个Message经由Handler的发送，MessageQueue的入队，Looper的抽取，又再一次地回到Handler的怀抱中。而绕的这一圈，也正好帮助我们将同步操作变成了异步操作。

    本篇为您讲述到这了，希望本篇对您有所帮助！！！！！！
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