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[轉]深入理解Android消息隊列原理篇 Looper、Handler

本文轉載自   查看原文   2012-06-19 11:11   3976    Android-app

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

本篇深入理解Android消息隊列原理篇，將為您講述Android世界中的消息機制，無論是android線程內部或者線程之間,當它們進行信息交互時,則會傳遞這些消息，為此，深入理解這些消息隊列原理，將有助於我們更好的掌握android開發：

1.Message

消息對象，顧名思義就是記錄消息信息的類。這個類有幾個比較重要的字段：

a.arg1和arg2：我們可以使用兩個字段用來存放我們需要傳遞的整型值，在Service中，我們可以用來存放Service的ID。

b.obj：該字段是Object類型，我們可以讓該字段傳遞某個多項到消息的接受者中。

c.what：這個字段可以說是消息的標志，在消息處理中，我們可以根據這個字段的不同的值進行不同的處理，類似於我們在處理Button事件時，通過switch(v.getId())判斷是點擊了哪個按鈕。

在使用Message時，我們可以通過new Message()創建一個Message實例，但是Android更推薦我們通過Message.obtain()或者Handler.obtainMessage()獲取Message對象。這並不一定是直接創建一個新的實例，而是先從消息池中看有沒有可用的Message實例，存在則直接取出並返回這個實例。反之如果消息池中沒有可用的Message實例，則根據給定的參數new一個新Message對象。通過分析源碼可得知，Android系統默認情況下在消息池中實例化10個Message對象。

2.MessageQueue

消息隊列，用來存放Message對象的數據結構，按照“先進先出”的原則存放消息。存放並非實際意義的保存，而是將Message對象以鏈表的方式串聯起來的。MessageQueue對象不需要我們自己創建，而是有Looper對象對其進行管理，一個線程最多只可以擁有一個MessageQueue。我們可以通過Looper.myQueue()獲取當前線程中的MessageQueue。

3.Looper

MessageQueue的管理者，在一個線程中，如果存在Looper對象，則必定存在MessageQueue對象，並且只存在一個Looper對象和一個MessageQueue對象。在Android系統中，除了主線程有默認的Looper對象，其它線程默認是沒有Looper對象。如果想讓我們新創建的線程擁有Looper對象時，我們首先應調用Looper.prepare()方法，然后再調用Looper.loop()方法。典型的用法如下：

 

[java] view plain copy print ?
  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.         //其它需要處理的操作   
  14.   
  15.         Looper.loop();  
  16.   
  17.     }  
  18.   
  19. }  

倘若我們的線程中存在Looper對象，則我們可以通過Looper.myLooper()獲取，此外我們還可以通過Looper.getMainLooper()獲取當前應用系統中主線程的Looper對象。在這個地方有一點需要注意，假如Looper對象位於應用程序主線程中，則Looper.myLooper()和Looper.getMainLooper()獲取的是同一個對象。

4.Handler

消息的處理者。通過Handler對象我們可以封裝Message對象，然后通過sendMessage(msg)把Message對象添加到MessageQueue中；當MessageQueue循環到該Message時，就會調用該Message對象對應的handler對象的handleMessage()方法對其進行處理。由於是在handleMessage()方法中處理消息，因此我們應該編寫一個類繼承自Handler，然后在handleMessage()處理我們需要的操作。

 

下面我們通過跟蹤代碼分析在Android中是如何處理消息。首先貼上測試代碼：

[java] view plain copy print ?
  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.      * 由於處理消息是在Handler的handleMessage()方法中，因此我們需要自己編寫類 
  32.  
  33.      * 繼承自Handler類，然后在handleMessage()中編寫我們所需要的功能代碼 
  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.             // 根據what字段判斷是哪個消息   
  62.   
  63.             switch (msg.what)  
  64.   
  65.             {  
  66.   
  67.             case KUKA:  
  68.   
  69.                 //獲取msg的obj字段。我們可在此編寫我們所需要的功能代碼   
  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.             // 如果我們Service已完成任務，則停止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.         // 默認情況下Service是運行在主線程中，而服務一般又十分耗費時間，如果   
  104.   
  105.         // 放在主線程中，將會影響程序與用戶的交互，因此把Service   
  106.   
  107.         // 放在一個單獨的線程中執行   
  108.   
  109.         HandlerThread thread = new HandlerThread("MessageDemoThread", Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);  
  110.   
  111.         thread.start();  
  112.   
  113.    
  114.   
  115.         // 獲取當前線程中的looper對象   
  116.   
  117.         looper = thread.getLooper();  
  118.   
  119.         //創建Handler對象，把looper傳遞過來使得handler、   
  120.   
  121.         //looper和messageQueue三者建立聯系   
  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.         //從消息池中獲取一個Message實例   
  140.   
  141.         Message msg = handler.obtainMessage();  
  142.   
  143.         // arg1保存線程的ID，在handleMessage()方法中   
  144.   
  145.         // 我們可以通過stopSelf(startId)方法，停止服務   
  146.   
  147.         msg.arg1 = startId;  
  148.   
  149.         // msg的標志   
  150.   
  151.         msg.what = KUKA;  
  152.   
  153.         // 在這里我創建一個date對象，賦值給obj字段   
  154.   
  155.         // 在實際中我們可以通過obj傳遞我們需要處理的對象   
  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. }  

運行結果：

 

注：在測試代碼中我們使用了HandlerThread類，該類是Thread的子類，該類運行時將會創建looper對象，使用該類省去了我們自己編寫Thread子類並且創建Looper的麻煩。

 

下面我們分析下程序的運行過程：

1.onCreate()

首先啟動服務時將會調用onCreate()方法，在該方法中我們new了一個HandlerThread對象，提供了線程的名字和優先級。

緊接着我們調用了start()方法，執行該方法將會調用HandlerThread對象的run()方法：

[java] view plain copy print ?
  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，系統給線程添加的Looper，同時調用了Looper的loop()方法：

[java] view plain copy print ?
  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.     }  

通過源碼我們可以看到loop()方法是個死循環，將會不停的從MessageQueue對象中獲取Message對象，如果MessageQueue 對象中不存在Message對象，則結束本次循環，然后繼續循環；如果存在Message對象，則執行 msg.target.dispatchMessage(msg)，但是這個msg的.target字段的值是什么呢？我們先暫時停止跟蹤源碼，返回到onCreate()方法中。線程執行完start()方法后，我們可以獲取線程的Looper對象，然后new一個ServiceHandler對象，我們把Looper對象傳到ServiceHandler構造函數中將使handler、looper和messageQueue三者建立聯系。

2.onStartCommand()

執行完onStart()方法后，將執行onStartCommand()方法。首先我們從消息池中獲取一個Message實例，然后給Message對象的arg1、what、obj三個字段賦值。緊接着調用sendMessage(msg)方法，我們跟蹤源代碼，該方法將會調用sendMessageDelayed(msg, 0)方法，而sendMessageDelayed()方法又會調用sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis)方法，在該方法中我們要注意該句代碼msg.target = this，msg的target指向了this，而this就是ServiceHandler對象，因此msg的target字段指向了ServiceHandler對象，同時該方法又調用MessageQueue 的enqueueMessage(msg, uptimeMillis)方法：

[java] view plain copy print ?
  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.     }  

該方法主要的任務就是把Message對象的添加到MessageQueue中（數據結構最基礎的東西，自己畫圖理解下）。

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

3.handleMessage(msg)

onStartCommand()執行完畢后我們的Service中的方法就執行完畢了，那么handleMessage()是怎么調用的呢？在前面分析的loop()方法中，我們當時不知道msg的target字段代碼什么，通過上面分析現在我們知道它代表ServiceHandler對象，msg.target.dispatchMessage(msg);則表示執行ServiceHandler對象中的dispatchMessage()方法：

[java] view plain copy print ?
  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.     }  

該方法首先判斷callback是否為空，我們跟蹤的過程中未見給其賦值，因此callback字段為空，所以最終將會執行handleMessage()方法，也就是我們ServiceHandler類中復寫的方法。在該方法將根據what字段的值判斷執行哪段代碼。

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的懷抱中。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。

本篇為您講述到這了，希望本篇對您有所幫助！！！！！！



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