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【转帖】 Android 异步消息处理机制 让你深入理解 Looper、Handler、Message三者关系

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发表于 2017-8-24 19:53:03     
本帖最后由 lxp 于 2017-8-24 19:53 编辑

转贴:http://blog.csdn.net/lmj623565791/article/details/38377229

1、 概述

Handler 、 Looper 、Message 这三者都与Android异步消息处理线程相关的概念。那么什么叫异步消息处理线程呢?
异步消息处理线程启动后会进入一个无限的循环体之中,每循环一次,从其内部的消息队列中取出一个消息,然后回调相应的消息处理函数,执行完成一个消息后则继续循环。若消息队列为空,线程则会阻塞等待。

说了这一堆,那么和Handler 、 Looper 、Message有啥关系?其实Looper负责的就是创建一个MessageQueue,然后进入一个无限循环体不断从该MessageQueue中读取消息,而消息的创建者就是一个或多个Handler 。

2、 源码解析1、Looper

对于Looper主要是prepare()和loop()两个方法。
首先看prepare()方法

  1. public static final void prepare() {  
  2.         if (sThreadLocal.get() != null) {  
  3.             throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");  
  4.         }  
  5.         sThreadLocal.set(new Looper(true));  
  6. }  
复制代码
sThreadLocal是一个ThreadLocal对象,可以在一个线程中存储变量。可以看到,在第5行,将一个Looper的实例放入了ThreadLocal,并且2-4行判断了sThreadLocal是否为null,否则抛出异常。这也就说明了Looper.prepare()方法不能被调用两次,同时也保证了一个线程中只有一个Looper实例~相信有些哥们一定遇到这个错误。
下面看Looper的构造方法:
  1. private Looper(boolean quitAllowed) {  
  2.         mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);  
  3.         mRun = true;  
  4.         mThread = Thread.currentThread();  
  5. }  
复制代码
在构造方法中,创建了一个MessageQueue(消息队列)。
然后我们看loop()方法:
  1. public static void loop() {  
  2.         final Looper me = myLooper();  
  3.         if (me == null) {  
  4.             throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");  
  5.         }  
  6.         final MessageQueue queue = me.mQueue;  
  7.   
  8.         // Make sure the identity of this thread is that of the local process,  
  9.         // and keep track of what that identity token actually is.  
  10.         Binder.clearCallingIdentity();  
  11.         final long ident = Binder.clearCallingIdentity();  
  12.   
  13.         for (;;) {  
  14.             Message msg = queue.next(); // might block  
  15.             if (msg == null) {  
  16.                 // No message indicates that the message queue is quitting.  
  17.                 return;  
  18.             }  
  19.   
  20.             // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger  
  21.             Printer logging = me.mLogging;  
  22.             if (logging != null) {  
  23.                 logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +  
  24.                         msg.callback + ": " + msg.what);  
  25.             }  
  26.   
  27.             msg.target.dispatchMessage(msg);  
  28.   
  29.             if (logging != null) {  
  30.                 logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);  
  31.             }  
  32.   
  33.             // Make sure that during the course of dispatching the  
  34.             // identity of the thread wasn't corrupted.  
  35.             final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();  
  36.             if (ident != newIdent) {  
  37.                 Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"  
  38.                         + Long.toHexString(ident) + " to 0x"  
  39.                         + Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "  
  40.                         + msg.target.getClass().getName() + " "  
  41.                         + msg.callback + " what=" + msg.what);  
  42.             }  
  43.   
  44.             msg.recycle();  
  45.         }  
  46. }   
复制代码

第2行:
public static Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}
方法直接返回了sThreadLocal存储的Looper实例,如果me为null则抛出异常,也就是说looper方法必须在prepare方法之后运行。
第6行:拿到该looper实例中的mQueue(消息队列)
13到45行:就进入了我们所说的无限循环。
14行:取出一条消息,如果没有消息则阻塞。
27行:使用调用 msg.target.dispatchMessage(msg);把消息交给msg的target的dispatchMessage方法去处理。Msg的target是什么呢?其实就是handler对象,下面会进行分析。
44行:释放消息占据的资源。


Looper主要作用:
1、 与当前线程绑定,保证一个线程只会有一个Looper实例,同时一个Looper实例也只有一个MessageQueue。
2、 loop()方法,不断从MessageQueue中去取消息,交给消息的target属性的dispatchMessage去处理。
好了,我们的异步消息处理线程已经有了消息队列(MessageQueue),也有了在无限循环体中取出消息的哥们,现在缺的就是发送消息的对象了,于是乎:Handler登场了。


2、Handler

使用Handler之前,我们都是初始化一个实例,比如用于更新UI线程,我们会在声明的时候直接初始化,或者在onCreate中初始化Handler实例。所以我们首先看Handler的构造方法,看其如何与MessageQueue联系上的,它在子线程中发送的消息(一般发送消息都在非UI线程)怎么发送到MessageQueue中的。

  1. public Handler() {  
  2.         this(null, false);  
  3. }  
  4. public Handler(Callback callback, boolean async) {  
  5.         if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {  
  6.             final Class<? extends Handler> klass = getClass();  
  7.             if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&  
  8.                     (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {  
  9.                 Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +  
  10.                     klass.getCanonicalName());  
  11.             }  
  12.         }  
  13.   
  14.         mLooper = Looper.myLooper();  
  15.         if (mLooper == null) {  
  16.             throw new RuntimeException(  
  17.                 "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");  
  18.         }  
  19.         mQueue = mLooper.mQueue;  
  20.         mCallback = callback;  
  21.         mAsynchronous = async;  
  22.     }  
复制代码

14行:通过Looper.myLooper()获取了当前线程保存的Looper实例,然后在19行又获取了这个Looper实例中保存的MessageQueue(消息队列),这样就保证了handler的实例与我们Looper实例中MessageQueue关联上了。

然后看我们最常用的sendMessage方法

  1. public final boolean sendMessage(Message msg)  
  2. {  
  3.      return sendMessageDelayed(msg, 0);  
  4. }  
复制代码
  1. public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {  
  2.      Message msg = Message.obtain();  
  3.      msg.what = what;  
  4.      return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);  
  5. }  
复制代码
  1. public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)  
  2.    {  
  3.        if (delayMillis < 0) {  
  4.            delayMillis = 0;  
  5.        }  
  6.        return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);  
  7.    }  
复制代码
  1. public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {  
  2.        MessageQueue queue = mQueue;  
  3.        if (queue == null) {  
  4.            RuntimeException e = new RuntimeException(  
  5.                    this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");  
  6.            Log.w("Looper", e.getMessage(), e);  
  7.            return false;  
  8.        }  
  9.        return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);  
  10.    }  
复制代码
辗转反则最后调用了sendMessageAtTime,在此方法内部有直接获取MessageQueue然后调用了enqueueMessage方法,我们再来看看此方法:
  1. private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {  
  2.        msg.target = this;  
  3.        if (mAsynchronous) {  
  4.            msg.setAsynchronous(true);  
  5.        }  
  6.        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);  
  7.    }  
复制代码


enqueueMessage中首先为meg.target赋值为this,【如果大家还记得Looper的loop方法会取出每个msg然后交给msg,target.dispatchMessage(msg)去处理消息】,也就是把当前的handler作为msg的target属性。最终会调用queue的enqueueMessage的方法,也就是说handler发出的消息,最终会保存到消息队列中去。


现在已经很清楚了Looper会调用prepare()和loop()方法,在当前执行的线程中保存一个Looper实例,这个实例会保存一个MessageQueue对象,然后当前线程进入一个无限循环中去,不断从MessageQueue中读取Handler发来的消息。然后再回调创建这个消息的handler中的dispathMessage方法,下面我们赶快去看一看这个方法:

  1. public void dispatchMessage(Message msg) {  
  2.         if (msg.callback != null) {  
  3.             handleCallback(msg);  
  4.         } else {  
  5.             if (mCallback != null) {  
  6.                 if (mCallback.handleMessage(msg)) {  
  7.                     return;  
  8.                 }  
  9.             }  
  10.             handleMessage(msg);  
  11.         }  
  12.     }  
复制代码

可以看到,第10行,调用了handleMessage方法,下面我们去看这个方法:
  1. /**
  2.    * Subclasses must implement this to receive messages.
  3.    */  
  4.   public void handleMessage(Message msg) {  
  5.   }  
复制代码

可以看到这是一个空方法,为什么呢,因为消息的最终回调是由我们控制的,我们在创建handler的时候都是复写handleMessage方法,然后根据msg.what进行消息处理。


到此,这个流程已经解释完毕,让我们首先总结一下


1、首先Looper.prepare()在本线程中保存一个Looper实例,然后该实例中保存一个MessageQueue对象;因为Looper.prepare()在一个线程中只能调用一次,所以MessageQueue在一个线程中只会存在一个。

2、Looper.loop()会让当前线程进入一个无限循环,不端从MessageQueue的实例中读取消息,然后回调msg.target.dispatchMessage(msg)方法。

3、Handler的构造方法,会首先得到当前线程中保存的Looper实例,进而与Looper实例中的MessageQueue想关联。

4、Handler的sendMessage方法,会给msg的target赋值为handler自身,然后加入MessageQueue中。

5、在构造Handler实例时,我们会重写handleMessage方法,也就是msg.target.dispatchMessage(msg)最终调用的方法。

好了,总结完成,大家可能还会问,那么在Activity中,我们并没有显示的调用Looper.prepare()和Looper.loop()方法,为啥Handler可以成功创建呢,这是因为在Activity的启动代码中,已经在当前UI线程调用了Looper.prepare()和Looper.loop()方法。


3、Handler post

今天有人问我,你说Handler的post方法创建的线程和UI线程有什么关系?

其实这个问题也是出现这篇博客的原因之一;这里需要说明,有时候为了方便,我们会直接写如下代码:

  1. mHandler.post(new Runnable()  
  2.         {  
  3.             @Override  
  4.             public void run()  
  5.             {  
  6.                 Log.e("TAG", Thread.currentThread().getName());  
  7.                 mTxt.setText("yoxi");  
  8.             }  
  9.         });  
复制代码
然后run方法中可以写更新UI的代码,其实这个Runnable并没有创建什么线程,而是发送了一条消息,下面看源码:
  1. public final boolean post(Runnable r)  
  2.    {  
  3.       return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);  
  4.    }  
复制代码
  1. private static Message getPostMessage(Runnable r) {  
  2.       Message m = Message.obtain();  
  3.       m.callback = r;  
  4.       return m;  
  5.   }  
复制代码

可以看到,在getPostMessage中,得到了一个Message对象,然后将我们创建的Runable对象作为callback属性,赋值给了此message.


注:产生一个Message对象,可以new  ,也可以使用Message.obtain()方法;两者都可以,但是更建议使用obtain方法,因为Message内部维护了一个Message池用于Message的复用,避免使用new 重新分配内存。

  1. public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)  
  2.    {  
  3.        if (delayMillis < 0) {  
  4.            delayMillis = 0;  
  5.        }  
  6.        return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);  
  7.    }  
复制代码
  1. public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {  
  2.        MessageQueue queue = mQueue;  
  3.        if (queue == null) {  
  4.            RuntimeException e = new RuntimeException(  
  5.                    this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");  
  6.            Log.w("Looper", e.getMessage(), e);  
  7.            return false;  
  8.        }  
  9.        return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);  
  10.    }  
复制代码

最终和handler.sendMessage一样,调用了sendMessageAtTime,然后调用了enqueueMessage方法,给msg.target赋值为handler,最终加入MessagQueue.


可以看到,这里msg的callback和target都有值,那么会执行哪个呢?

其实上面已经贴过代码,就是dispatchMessage方法:

  1. public void dispatchMessage(Message msg) {  
  2.        if (msg.callback != null) {  
  3.            handleCallback(msg);  
  4.        } else {  
  5.            if (mCallback != null) {  
  6.                if (mCallback.handleMessage(msg)) {  
  7.                    return;  
  8.                }  
  9.            }  
  10.            handleMessage(msg);  
  11.        }  
  12.    }  
复制代码
第2行,如果不为null,则执行callback回调,也就是我们的Runnable对象。
  1. private static void handleCallback(Message message) {
  2. message.callback.run();
  3. }
复制代码
好了,关于Looper , Handler , Message 这三者关系上面已经叙述的非常清楚了。

1503575018328_3.png



希望图片可以更好的帮助大家的记忆~~

4、后话

其实Handler不仅可以更新UI,你完全可以在一个子线程中去创建一个Handler,然后使用这个handler实例在任何其他线程中发送消息,最终处理消息的代码都会在你创建Handler实例的线程中运行。

  1. new Thread()  
  2.         {  
  3.             private Handler handler;  
  4.             public void run()  
  5.             {  
  6.   
  7.                 Looper.prepare();  
  8.                   
  9.                 handler = new Handler()  
  10.                 {  
  11.                     public void handleMessage(android.os.Message msg)  
  12.                     {  
  13.                         Log.e("TAG",Thread.currentThread().getName());  
  14.                     };  
  15.                 };
复制代码

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