Handler+Looper+MessageQueue這三者的關系其實就是Android的消息機制。這塊內容相比開發人員都不陌生,在面試中,或者日常開發中都會碰到,今天就來講這三者的關系。
概述:
Handler 、 Looper 、Message 這三者都與Android異步消息處理線程相關的概念。那么什么叫異步消息處理線程呢?
關系圖:
先給出這三者之間的關系圖
原因:
Looper類
Looper扮演的角色就是消息循環,不斷從MessageQueue中查看是否有新消息,如果有新消息到來就會立刻處理,否則就一直祖塞在那里,在它的構造方法,默認會創建一個MessageQueue的消息隊列,然后將當前線程的對象保存起來。
private Looper(boolean quitAllowed) { mQueue = new MessageQueue(quitAllowed); mRun = true; mThread = Thread.currentThread(); }
對於Looper主要是prepare()和loop()兩個方法,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是一個ThreadLocal對象,可以在一個線程中存儲變量。可以看到,在第5行,將一個Looper的實例放入了ThreadLocal,並且2-4行判斷了sThreadLocal是否為null,否則拋出異常。這也就說明了Looper.prepare()方法不能被調用兩次,同時也保證了一個線程中只有一個Looper實例
然后我們看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("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback); } // 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(); } }
方法直接返回了sThreadLocal存儲的Looper實例,如果me為null則拋出異常,也就是說looper方法必須在prepare方法之后運行。
拿到該looper實例中的mQueue(消息隊列)
就進入了我們所說的無限循環。
取出一條消息,如果沒有消息則阻塞。
使用調用 msg.target.dispatchMessage(msg);把消息交給msg的target的dispatchMessage方法去處理。Msg的target是什么呢?其實就是handler對象,下面會進行分析。
釋放消息占據的資源。
Looper主要作用:
1、 與當前線程綁定,保證一個線程只會有一個Looper實例,同時一個Looper實例也只有一個MessageQueue。
2、 loop()方法,不斷從MessageQueue中去取消息,交給消息的target屬性的dispatchMessage去處理。
好了,我們的異步消息處理線程已經有了消息隊列(MessageQueue),也有了在無限循環體中取出消息的哥們,現在缺的就是發送消息的對象了,於是乎:Handler登場了。
Handler類
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; }
通過Looper.myLooper()獲取了當前線程保存的Looper實例,然后在19行又獲取了這個Looper實例中保存的MessageQueue(消息隊列),這樣就保證了handler的實例與我們Looper實例中MessageQueue關聯上了。
然后看我們最常用的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 < 0) { 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); }
最后調用了sendMessageAtTime,在此方法內部有直接獲取MessageQueue然后調用了enqueueMessage方法,我們再來看看此方法:
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) { msg.target = this; if (mAsynchronous) { msg.setAsynchronous(true); } return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis); }
enqueueMessage中首先為meg.target賦值為this,如果大家還記得Looper的loop方法會取出每個msg然后交給msg,target.dispatchMessage(msg)去處理消息,也就是把當前的handler作為msg的target屬性。最終會調用queue的enqueueMessage的方法,也就是說handler發出的消息,最終會保存到消息隊列中去。
現在已經很清楚了Looper會調用prepare()和loop()方法,在當前執行的線程中保存一個Looper實例,這個實例會保存一個MessageQueue對象,然后當前線程進入一個無限循環中去,不斷從MessageQueue中讀取Handler發來的消息。然后再回調創建這個消息的handler中的dispathMessage方法,下面我們趕快去看一看這個方法:
public void dispatchMessage(Message msg) { if (msg.callback != null) { handleCallback(msg); } else { if (mCallback != null) { if (mCallback.handleMessage(msg)) { return; } } handleMessage(msg); } } /** * Subclasses must implement this to receive messages. */ public void handleMessage(Message msg) { }
可以看到這是一個空方法,為什么呢,因為消息的最終回調是由我們控制的,我們在創建handler的時候都是復寫handleMessage方法,然后根據msg.what進行消息處理。
1、首先Looper.prepare()在本線程中保存一個Looper實例,然后該實例中保存一個MessageQueue對象;因為Looper.prepare()在一個線程中只能調用一次,所以MessageQueue在一個線程中只會存在一個。
2、Looper.loop()會讓當前線程進入一個無限循環,不端從MessageQueue的實例中讀取消息,然后回調msg.target.dispatchMessage(msg)方法。
3、Handler的構造方法,會首先得到當前線程中保存的Looper實例,進而與Looper實例中的MessageQueue想關聯。
4、Handler的sendMessage方法,會給msg的target賦值為handler自身,然后加入MessageQueue中。
5、在構造Handler實例時,我們會重寫handleMessage方法,也就是msg.target.dispatchMessage(msg)最終調用的方法。
Handler Post
看代碼
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; } public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis) { if (delayMillis < 0) { 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); }
可以看到,在getPostMessage中,得到了一個Message對象,然后將我們創建的Runable對象作為callback屬性,賦值給了此message.
注:產生一個Message對象,可以new ,也可以使用Message.obtain()方法;兩者都可以,但是更建議使用obtain方法,因為Message內部維護了一個Message池用於Message的復用,避免使用new 重新分配內存。最終和handler.sendMessage一樣,調用了sendMessageAtTime,然后調用了enqueueMessage方法,給msg.target賦值為handler,最終加入MessagQueue.
可以看到,這里msg的callback和target都有值,那么會執行哪個呢?
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); } }
Handler使用流程圖: