Message:消息,其中包含了消息ID,消息處理對象以及處理的數據等,由MessageQueue統一列隊,終由Handler處理。
Handler:處理者,負責Message的發送及處理。使用Handler時,需要實現handleMessage(Message msg)方法來對特定的Message進行處理,例如更新UI等。
MessageQueue:消息隊列,用來存放Handler發送過來的消息,並按照FIFO規則執行。當然,存放Message並非實際意義的保存,而是將Message以鏈表的方式串聯起來的,等待Looper的抽取。
Looper:消息泵,不斷地從MessageQueue中抽取Message執行。因此,一個MessageQueue需要一個Looper。
Thread:線程,負責調度整個消息循環,即消息循環的執行場所。
class LooperThread extends Thread {
public Handler mHandler;
public void run() {
Looper.prepare();
mHandler = new Handler() {
public void handleMessage(Message msg) {
// process incoming messages here
}
};
Looper.loop();
}
}
這樣你的線程就具有了消息處理機制了,在Handler中進行消息處理。
Activity是一個UI線程,運行於主線程中,Android系統在啟動的時候會為Activity創建一個消息隊列和消息循環(Looper)。詳細實現請參考ActivityThread.java文件Android應用程序進程在啟動的時候,會在進程中加載ActivityThread類,並且執行這個類的main函數,應用程序的消息循環過程就是在這個main函數里面實現的public final class ActivityThread {
......
public static final void main(String[] args) {
......
Looper.prepareMainLooper();
......
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
......
Looper.loop();
......
thread.detach();
......
}
}這個函數做了兩件事情,一是在主線程中創建了一個ActivityThread實例,二是通過Looper類使主線程進入消息循環中,這里我們只關注后者。首先看Looper.prepareMainLooper函數的實現,這是一個靜態成員函數,定義在frameworks/base/core/java/android/os/Looper.java文件中:
2 // 沒找到合適的分析代碼的辦法,只能這么來了。每個重要行的上面都會加上注釋
3 // 功能方面的代碼會在代碼前加上一段分析
4 public class Looper {
5 // static變量,判斷是否打印調試信息。
6 private static final boolean DEBUG = false;
7 private static final boolean localLOGV = DEBUG ? Config.LOGD : Config.LOGV;
8
9 // sThreadLocal.get() will return null unless you've called prepare().
10 // 線程本地存儲功能的封裝,TLS,thread local storage,什么意思呢?因為存儲要么在棧上,例如函數內定義的內部變量。要么在堆上,例如new或者malloc出來的東西
11 // 但是現在的系統比如Linux和windows都提供了線程本地存儲空間,也就是這個存儲空間是和線程相關的,一個線程內有一個內部存儲空間,這樣的話我把線程相關的東西就存儲到
12 // 這個線程的TLS中,就不用放在堆上而進行同步操作了。
13 private static final ThreadLocal sThreadLocal = new ThreadLocal();
14 // 消息隊列,MessageQueue,看名字就知道是個queue..
15 final MessageQueue mQueue;
16 volatile boolean mRun;
17 // 和本looper相關的那個線程,初始化為null
18 Thread mThread;
19 private Printer mLogging = null;
20 // static變量,代表一個UI Process(也可能是service吧,這里默認就是UI)的主線程
21 private static Looper mMainLooper = null;
22
23 /** Initialize the current thread as a looper.
24 * This gives you a chance to create handlers that then reference
25 * this looper, before actually starting the loop. Be sure to call
26 * { @link #loop()} after calling this method, and end it by calling
27 * { @link #quit()}.
28 */
29 // 往TLS中設上這個Looper對象的,如果這個線程已經設過了looper的話就會報錯
30 // 這說明,一個線程只能設一個looper
31 public static final void prepare() {
32 if (sThreadLocal.get() != null) {
33 throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
34 }
35 sThreadLocal.set( new Looper());
36 }
37
38 /** Initialize the current thread as a looper, marking it as an application's main
39 * looper. The main looper for your application is created by the Android environment,
40 * so you should never need to call this function yourself.
41 * { @link #prepare()}
42 */
43 // 由framework設置的UI程序的主消息循環,注意,這個主消息循環是不會主動退出的
44 //
45 public static final void prepareMainLooper() {
46 prepare();
47 setMainLooper(myLooper());
48 // 判斷主消息循環是否能退出....
49 // 通過quit函數向looper發出退出申請
50 if (Process.supportsProcesses()) {
51 myLooper().mQueue.mQuitAllowed = false;
52 }
53 }
54
55 private synchronized static void setMainLooper(Looper looper) {
56 mMainLooper = looper;
57 }
58
59 /** Returns the application's main looper, which lives in the main thread of the application.
60 */
61 public synchronized static final Looper getMainLooper() {
62 return mMainLooper;
63 }
64
65 /**
66 * Run the message queue in this thread. Be sure to call
67 * { @link #quit()} to end the loop.
68 */
69 // 消息循環,整個程序就在這里while了。
70 // 這個是static函數喔!
71 public static final void loop() {
72 Looper me = myLooper(); // 從該線程中取出對應的looper對象
73 MessageQueue queue = me.mQueue; // 取消息隊列對象...
74 while ( true) {
75 Message msg = queue.next(); // might block取消息隊列中的一個待處理消息..
76 // if (!me.mRun) { // 是否需要退出?mRun是個volatile變量,跨線程同步的,應該是有地方設置它。
77 // break;
78 // }
79 if (msg != null) {
80 if (msg.target == null) {
81 // No target is a magic identifier for the quit message.
82 return;
83 }
84 if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
85 ">>>>> Dispatching to " + msg.target + " "
86 + msg.callback + ": " + msg.what
87 );
88 msg.target.dispatchMessage(msg);
89 if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
90 "<<<<< Finished to " + msg.target + " "
91 + msg.callback);
92 msg.recycle();
93 }
94 }
95 }
96
97 /**
98 * Return the Looper object associated with the current thread. Returns
99 * null if the calling thread is not associated with a Looper.
100 */
101 // 返回和線程相關的looper
102 public static final Looper myLooper() {
103 return (Looper)sThreadLocal.get();
104 }
105
106 /**
107 * Control logging of messages as they are processed by this Looper. If
108 * enabled, a log message will be written to <var>printer</var>
109 * at the beginning and ending of each message dispatch, identifying the
110 * target Handler and message contents.
111 *
112 * @param printer A Printer object that will receive log messages, or
113 * null to disable message logging.
114 */
115 // 設置調試輸出對象,looper循環的時候會打印相關信息,用來調試用最好了。
116 public void setMessageLogging(Printer printer) {
117 mLogging = printer;
118 }
119
120 /**
121 * Return the { @link MessageQueue} object associated with the current
122 * thread. This must be called from a thread running a Looper, or a
123 * NullPointerException will be thrown.
124 */
125 public static final MessageQueue myQueue() {
126 return myLooper().mQueue;
127 }
128 // 創建一個新的looper對象,
129 // 內部分配一個消息隊列,設置mRun為true
130 private Looper() {
131 mQueue = new MessageQueue();
132 mRun = true;
133 mThread = Thread.currentThread();
134 }
135
136 public void quit() {
137 Message msg = Message.obtain();
138 // NOTE: By enqueueing directly into the message queue, the
139 // message is left with a null target. This is how we know it is
140 // a quit message.
141 mQueue.enqueueMessage(msg, 0);
142 }
143
144 /**
145 * Return the Thread associated with this Looper.
146 */
147 public Thread getThread() {
148 return mThread;
149 }
150 // 后面就簡單了,打印,異常定義等。
151 public void dump(Printer pw, String prefix) {
152 pw.println(prefix + this);
153 pw.println(prefix + "mRun=" + mRun);
154 pw.println(prefix + "mThread=" + mThread);
155 pw.println(prefix + "mQueue=" + ((mQueue != null) ? mQueue : "(null"));
156 if (mQueue != null) {
157 synchronized (mQueue) {
158 Message msg = mQueue.mMessages;
159 int n = 0;
160 while (msg != null) {
161 pw.println(prefix + " Message " + n + ": " + msg);
162 n++;
163 msg = msg.next;
164 }
165 pw.println(prefix + "(Total messages: " + n + ")");
166 }
167 }
168 }
169
170 public String toString() {
171 return "Looper{"
172 + Integer.toHexString(System.identityHashCode( this))
173 + "}";
174 }
175
176 static class HandlerException extends Exception {
177
178 HandlerException(Message message, Throwable cause) {
179 super(createMessage(cause), cause);
180 }
181
182 static String createMessage(Throwable cause) {
183 String causeMsg = cause.getMessage();
184 if (causeMsg == null) {
185 causeMsg = cause.toString();
186 }
187 return causeMsg;
188 }
189 }
190 }
2 ..........
3 // handler默認構造函數
4 public Handler() {
5 // 這個if是干嘛用的暫時還不明白,涉及到java的深層次的內容了應該
6 if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
7 final Class<? extends Handler> klass = getClass();
8 if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
9 (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
10 Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
11 klass.getCanonicalName());
12 }
13 }
14 // 獲取本線程的looper對象
15 // 如果本線程還沒有設置looper,這回拋異常
16 mLooper = Looper.myLooper();
17 if (mLooper == null) {
18 throw new RuntimeException(
19 "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
20 }
21 // 無恥啊,直接把looper的queue和自己的queue搞成一個了
22 // 這樣的話,我通過handler的封裝機制加消息的話,就相當於直接加到了looper的消息隊列中去了
23 mQueue = mLooper.mQueue;
24 mCallback = null;
25 }
26 // 還有好幾種構造函數,一個是帶callback的,一個是帶looper的
27 // 由外部設置looper
28 public Handler(Looper looper) {
29 mLooper = looper;
30 mQueue = looper.mQueue;
31 mCallback = null;
32 }
33 // 帶callback的,一個handler可以設置一個callback。如果有callback的話,
34 // 凡是發到通過這個handler發送的消息,都有callback處理,相當於一個總的集中處理
35 // 待會看dispatchMessage的時候再分析
36 public Handler(Looper looper, Callback callback) {
37 mLooper = looper;
38 mQueue = looper.mQueue;
39 mCallback = callback;
40 }
41 //
42 // 通過handler發送消息
43 // 調用了內部的一個sendMessageDelayed
44 public final boolean sendMessage(Message msg)
45 {
46 return sendMessageDelayed(msg, 0);
47 }
48 // FT,又封裝了一層,這回是調用sendMessageAtTime了
49 // 因為延時時間是基於當前調用時間的,所以需要獲得絕對時間傳遞給sendMessageAtTime
50 public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
51 {
52 if (delayMillis < 0) {
53 delayMillis = 0;
54 }
55 return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
56 }
57
58
59 public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)
60 {
61 boolean sent = false;
62 MessageQueue queue = mQueue;
63 if (queue != null) {
64 // 把消息的target設置為自己,然后加入到消息隊列中
65 // 對於隊列這種數據結構來說,操作比較簡單了
66 msg.target = this;
67 sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
68 }
69 else {
70 RuntimeException e = new RuntimeException(
71 this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
72 Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
73 }
74 return sent;
75 }
76 // 還記得looper中的那個消息循環處理嗎
77 // 從消息隊列中得到一個消息后,會調用它的target的dispatchMesage函數
78 // message的target已經設置為handler了,所以
79 // 最后會轉到handler的msg處理上來
80 // 這里有個處理流程的問題
81 public void dispatchMessage(Message msg) {
82 // 如果msg本身設置了callback,則直接交給這個callback處理了
83 if (msg.callback != null) {
84 handleCallback(msg);
85 } else {
86 // 如果該handler的callback有的話,則交給這個callback處理了---相當於集中處理
87 if (mCallback != null) {
88 if (mCallback.handleMessage(msg)) {
89 return;
90 }
91 }
92 // 否則交給派生處理,基類默認處理是什么都不干
93 handleMessage(msg);
94 }
95 }
96 ..........
97 }
生成
Message msg = mHandler.obtainMessage();
msg.what = what;
msg.sendToTarget();
發送
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue != null) {
msg.target = this;
sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
在Handler.java的sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)方法中,我們看到,它找到它所引用的MessageQueue,然后將Message的target設定成自己(目的是為了在處理消息環節,Message能找到正確的Handler),再將這個Message納入到消息隊列中。
抽取
Looper me = myLooper();
MessageQueue queue = me.mQueue;
while (true) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg != null) {
if (msg.target == null) {
// No target is a magic identifier for the quit message.
return;
}
msg.target.dispatchMessage(msg);
msg.recycle();
}
}
在Looper.java的loop()函數里,我們看到,這里有一個死循環,不斷地從MessageQueue中獲取下一個(next方法)Message,然后通過Message中攜帶的target信息,交由正確的Handler處理(dispatchMessage方法)。
處理
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
在Handler.java的dispatchMessage(Message msg)方法里,其中的一個分支就是調用handleMessage方法來處理這條Message,而這也正是我們在職責處描述使用Handler時需要實現handleMessage(Message msg)的原因。
至於dispatchMessage方法中的另外一個分支,我將會在后面的內容中說明。
至此,我們看到,一個Message經由Handler的發送,MessageQueue的入隊,Looper的抽取,又再一次地回到Handler的懷抱。而繞的這一圈,也正好幫助我們將同步操作變成了異步操作。
3)剩下的部分,我們將討論一下Handler所處的線程及更新UI的方式。
在主線程(UI線程)里,如果創建Handler時不傳入Looper對象,那么將直接使用主線程(UI線程)的Looper對象(系統已經幫我們創建了);在其它線程里,如果創建Handler時不傳入Looper對象,那么,這個Handler將不能接收處理消息。在這種情況下,通用的作法是:
class LooperThread extends Thread {
public Handler mHandler;
public void run() {
Looper.prepare();
mHandler = new Handler() {
public void handleMessage(Message msg) {
// process incoming messages here
}
};
Looper.loop();
}
}
在創建Handler之前,為該線程准備好一個Looper(Looper.prepare),然后讓這個Looper跑起來(Looper.loop),抽取Message,這樣,Handler才能正常工作。
因此,Handler處理消息總是在創建Handler的線程里運行。而我們的消息處理中,不乏更新UI的操作,不正確的線程直接更新UI將引發異常。因此,需要時刻關心Handler在哪個線程里創建的。
如何更新UI才能不出異常呢?SDK告訴我們,有以下4種方式可以從其它線程訪問UI線程:
· Activity.runOnUiThread(Runnable)
· View.postDelayed(Runnable, long)
· Handler
其中,重點說一下的是View.post(Runnable)方法。在post(Runnable action)方法里,View獲得當前線程(即UI線程)的Handler,然后將action對象post到Handler里。在Handler里,它將傳遞過來的action對象包裝成一個Message(Message的callback為action),然后將其投入UI線程的消息循環中。在Handler再次處理該Message時,有一條分支(未解釋的那條)就是為它所設,直接調用runnable的run方法。而此時,已經路由到UI線程里,因此,我們可以毫無顧慮的來更新UI。
4) 幾點小結
· Handler的處理過程運行在創建Handler的線程里
· 一個Looper對應一個MessageQueue
· 一個線程對應一個Looper
· 一個Looper可以對應多個Handler
· 不確定當前線程時,更新UI時盡量調用post方法