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

很多人面试肯定都被问到过,请问Android中的Looper?,?Handler?,?Message有什么关系?很多人面试肯定都被问到过,请问Android中的Looper?,?Handler?,?Message有什么关系?本篇博客目的首先为大家从源码角度介绍3者关系,然后给出一个容易记忆的结论。?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?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));
}
?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:?private?Looper(boolean?quitAllowed)?{
? ? ? ? mQueue?=?new?MessageQueue(quitAllowed);
? ? ? ? mRun?=?true;
? ? ? ? mThread?=?Thread.currentThread();
}
在构造方法中,创建了一个MessageQueue(消息队列)。?然后我们看loop()方法:?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("<<<<? ? ? ? ? ? }

? ? ? ? ? ? //?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();
? ? ? ? }
}
?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。?public?Handler()?{
? ? ? ? this(null,?false);
}
public?Handler(Callback?callback,?boolean?async)?{
? ? ? ? if?(FIND_POTENTIAL_LEAKS)?{
? ? ? ? ? ? final?Class?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;
? ? }
?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? ? public?final?boolean?sendMessage(Message?msg)
? ? {
? ? ? ? return?sendMessageDelayed(msg,?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?? ? ? ? ? ? delayMillis?=?0;
? ? ? ? }
? ? ? ? return?sendMessageAtTime(msg,?SystemClock.uptimeMillis()?+?delayMillis);
? ? }? 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);
? ? }?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:? private?boolean?enqueueMessage(MessageQueue?queue,?Message?msg,?long?uptimeMillis)?{
? ? ? ? msg.target?=?this;
? ? ? ? if?(mAsynchronous)?{
? ? ? ? ? ? msg.setAsynchronous(true);
? ? ? ? }
? ? ? ? return?queue.enqueueMessage(msg,?uptimeMillis);
? ? }?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:?public?void?dispatchMessage(Message?msg)?{
? ? ? ? if?(msg.callback?!=?null)?{
? ? ? ? ? ? handleCallback(msg);
? ? ? ? }?else?{
? ? ? ? ? ? if?(mCallback?!=?null)?{
? ? ? ? ? ? ? ? if?(mCallback.handleMessage(msg))?{
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? return;
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? handleMessage(msg);
? ? ? ? }
? ? }?可以看到,第10行,调用了handleMessage方法,下面我们去看这个方法:? ?/**
? ? ?*?Subclasses?must?implement?this?to?receive?messages.
? ? ?*/
? ? public?void?handleMessage(Message?msg)?{
? ? }
? ? 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。?例如:?private?Handler?mHandler?=?new?Handler()
{
public?void?handleMessage(android.os.Message?msg)
{
switch?(msg.what)
{
case?value:

break;

default:
break;
}
};
};?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:?mHandler.post(new?Runnable()
{
@Override
public?void?run()
{
Log.e("TAG",?Thread.currentThread().getName());
mTxt.setText("yoxi");
}
});?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:? public?final?boolean?post(Runnable?r)
? ? {
? ? ? ?return? sendMessageDelayed(getPostMessage(r),?0);
? ? }? ?private?static?Message?getPostMessage(Runnable?r)?{
? ? ? ? Message?m?=?Message.obtain();
? ? ? ? m.callback?=?r;
? ? ? ? return?m;
? ? }?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。? public?final?boolean?sendMessageDelayed(Message?msg,?long?delayMillis)
? ? {
? ? ? ? if?(delayMillis?? ? ? ? ? ? delayMillis?=?0;
? ? ? ? }
? ? ? ? return?sendMessageAtTime(msg,?SystemClock.uptimeMillis()?+?delayMillis);
? ? }? 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);
? ? }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:? public?void?dispatchMessage(Message?msg)?{
? ? ? ? if?(msg.callback?!=?null)?{
? ? ? ? ? ? handleCallback(msg);
? ? ? ? }?else?{
? ? ? ? ? ? if?(mCallback?!=?null)?{
? ? ? ? ? ? ? ? if?(mCallback.handleMessage(msg))?{
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? return;
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? handleMessage(msg);
? ? ? ? }
? ? }第2行,如果不为null,则执行callback回调,也就是我们的Runnable对象。?好了,关于Looper?,?Handler?,?Message?这三者关系上面已经叙述的非常清楚了。?最后来张图解:?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。?new?Thread()
{
private?Handler?handler;
public?void?run()
{

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

}.start();?Android不仅给我们提供了异步消息处理机制让我们更好的完成UI的更新,其实也为我们提供了异步消息处理机制代码的参考~~不仅能够知道原理,最好还可以将此设计用到其他的非Android项目中去~~
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