Android：異步處理之Handler、Looper、MessageQueue之間的恩怨（三）

前言

　　如果你在閱讀本文之前，你不知道Handler在Android中為何物，我建議你先看看本系列的第一篇博文《Android：異步處理之Handler+Thread的應用（一）》；我們都知道在Android系統中不能在子線程中直接更新UI界面，所以我們一般借助Handler+Thread或者AsyncTask這兩種方法來實現UI界面的更新。而Handler+Thread這方法其實就是子線程向UI主線程進行消息傳遞，通知UI主線程去更新界面的一套機制。因為有時候面試官比較喜歡和藹可親的考你Handler的這套機制，所以我們結合源代碼深入的研究這套通訊機制是灰常有必要的，你想想如果能鄙視一下面試官，呵呵o(╯□╰)o。。

概述

　　谷歌的這套消息機制是參考windows設計的，姑爺微爺之間有啥專利官司咱也不關心。一般來說，線程都會通過Looper來建立自己的消息循環，並且鎖定一個FIFO的消息隊列MessageQueue，Handler通過Looper來實現Message（消息）在MessageQueue中的存取。每一個Hanlder在實例化的時候都會自動或者手動綁定一個Looper，間接向一個MessageQueue發送Message，所以Handler也封裝了消息發送和接收的接口。

入門例子

　　看概述好悶的，琢磨文字不說，晦澀又難懂，記得住又成一個大問題。來不如來個例子瞧瞧比較實在，所以我在這里給大家寫了一個向子線程發送消息並顯示輸出的例子，強調一下下哦，是向子線程喲。

 主要代碼如下：

public class MainActivity extends ActionBarActivity {

    private Handler handler;
    private Button btn;
    
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        
        btn = (Button) findViewById(R.id.sendmsg);
        
        new HandlerThread().start();//啟動子線程
        
        btn.setOnClickListener(new OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                handler.sendEmptyMessage(0);//向子線程發送消息
            }
        });
    }

    class HandlerThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            //開始建立消息循環
            Looper.prepare();//初始化Looper
            handler = new Handler(){//默認綁定本線程的Looper
                @Override
                public void handleMessage(Message msg) {
                    switch(msg.what){
                    case 0:
                        Toast.makeText(MainActivity.this, "子線程收到消息", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                    }
                }
            };
            Looper.loop();//啟動消息循環
        }
    }
}

布局文件：

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical">

    <Button
        android:id="@+id/sendmsg" 
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="向子線程放炮！"
        />
    
</LinearLayout>

我們只需要點擊按鈕，發送成功。。。。。

我在里簡單說一下消息發送的過程：

1、啟動一個子線程，並在子線程初始化一個Looper。

2、在HandlerThread中實例化Handler,Handler自動綁定上當前線程的Looper。

3、重寫Handler里面的消息處理方法。

4、執行Looper.loop()啟動消息循環，子線程進入等待消息狀態。

做個小研究

　　當然，由例子入手講解才容易理解。我們就通過上面梳理好的消息發送流程，結合源代碼來探究消息循環的建立、消息的分發和處理的原理。

1、Looper的初始化

我們進入Looper中查看源碼：

public static void prepare() {
　　prepare(true);
}

private static void prepare(boolean quitAllowed) {
　　if (sThreadLocal.get() != null) {
　　　　throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
　　}
　　sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}

在我們調用Looper的prepare這個靜態方法的時候，我們發現這個線程創建了一個Looper實例，並將其賦值給sThreadLocal這個線程的局部變量中，當然我們可以肯定這個sThreadLocal是當前的線程私有的，不信自己度娘去。我們接下來就要看Looper的構造方法。

private Looper(boolean quitAllowed) {
　　mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
　　mThread = Thread.currentThread();
}

相信大家的眼睛都是雪亮的吧？！在Looper()中，實例化了一個消息隊列（MessageQueue）！並且如我們所願的綁定到了mQueue這個局部變量上，在這里我們可以得出這么一個結論：調用Looper. prepare()的線程就建立起一個消息循環的對象，但是！並還沒有開始展開消息循環這件大事件。

2、實例化Handler並綁定當前線程的Looper

我們可以看看Handler的源代碼——Handler的構造方法

public Handler() {
　　this(null, false);
}

public Handler(Callback callback, boolean async) {
　　if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
　　　　final Class<? extends Handler> 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;
}

在代碼中我們通過handler = new Handler() 調用到了Handler(Callback callback, boolean async)這個方法；我們發現mLooper = Looper.myLooper()把線程中的Looper綁定到了Handler上，通過mQueue = mLooper.mQueue獲取了線程的消息隊列，我當然也可以換句話說：Handler已經綁定到了創建此Handler對象的線程的消息隊列上了，所以咱們可以開始干壞事了。。。。

3、重寫Handler的handleMessage()方法

public void handleMessage(Message msg) {}

沒啥好說的，一個空方法而已，提供我們override的入口函數。

4、通過Looper.loop()啟動消息循環

還是上面的思路，我們進入loop()里面看看，總會有收獲的。。

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;

　　Binder.clearCallingIdentity();
　　final long ident = Binder.clearCallingIdentity();

　　for (;;) {
　　　　Message msg = queue.next(); // might block
　　　　if (msg == null) {
　　　　　　return;
　　　　}

　　　　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("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
　　　　}

　　　　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();
　　}
}

　　在loop()的這個靜態方法中，我們可以注意到for (;;)這個方法，這是死胡同死循環，所以我們將其稱作為“消息循環”，說起來挺形象滴。在消息循環中會調用queue.next()來獲取消息隊列中排隊等待處理的消息，並將其賦值到msg這個變量上；接下來就判斷如果msg ！= null 就開始分發消息，也就是執行msg.target.dispatchMessage(msg)。在分發消息結束后，將會回收掉這個消息，體現在msg.recycle()這個函數上。

msg.target是一個handler對象，表示需要處理這個消息的handler對象，所以我們回到Handler看看dispatchMessage()這個方法了：

public void dispatchMessage(Message msg) {
　　if (msg.callback != null) {
　　　　handleCallback(msg);
　　} else {
　　　　if (mCallback != null) {
　　　　　　if (mCallback.handleMessage(msg)) {
　　　　　　　　return;
　　　　　　}
　　　　}
　　　　handleMessage(msg);
　　}
}

　　不知道大家有沒有一眼發現handleMessage()這個方法，這可不是我們在第三步重寫Handler中的方法么。真相大白，當 msg.callback != null 並且 mCallback != null 時將會調用 handleMessage(msg) 來處理其他線程發送來的消息，我們通過覆蓋這個方法來實現我們具體的消息處理過程；這也就是Handler消息處理機制的全部內容。

做個小結吧

　　通讀全文，我們可以知道消息循環機制的核心就是Looper，因為Looper持有了MessageQueue的對象，並且可以被一個線程設為該線程的一個局部變量，我們可以這么認為這個線程通過Looper擁有了一個消息隊列。而Handler的用處就是封裝了消息發送和消息處理的方法，在線程通信中，線程可以通過Handler發送消息給創建Handler的線程，通過Looper將消息放入進入消息接收線程的消息隊列，等待Looper取出消息並在最后交給Handler處理具體消息。

再說一句

　　我們會發現在Activity中實例化一個Handler並不需要Looper.prepare()來初始化一個Looper和Looper.loop()來啟動消息循環，因為Activity在構造過程中已經對Looper進行了初始化並且建立了消息循環，參見ActivityThread.java中的代碼：

public final class ActivityThread {
    public static final void main(String[] args) {
        ......
        Looper.prepareMainLooper();
        ......
        ActivityThread thread = new ActivityThread();
        thread.attach(false);
        ......
        Looper.loop();
        ......
        thread.detach();
        ......
    }
}

　　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；如果大家想要更深入了解的話，建議大家去研究下Activity的啟動機制哈。

 

作者：enjoy風鈴
出處：http://www.cnblogs.com/net168/
本文版權歸作者和博客園共有，歡迎轉載，但未經作者同意必須保留此段聲明，且在文章頁面明顯位置給出原文連接，否則下次不給你轉載了。