Android的Looper和Handler消息处理机制详解

时间 2019-12-02

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Message：消息，其中包含了消息ID，消息处理对象以及处理的数据等，由MessageQueue统一列队，终由Handler处理。
Handler：处理者，负责Message的发送及处理。使用Handler时，须要实现handleMessage(Message msg)方法来对特定的Message进行处理，例如更新UI等。
MessageQueue：消息队列，用来存放Handler发送过来的消息，并按照FIFO规则执行。固然，存放Message并不是实际意义的保存，而是将Message以链表的方式串联起来的，等待Looper的抽取。
Looper：消息泵，不断地从MessageQueue中抽取Message执行。所以，一个MessageQueue须要一个Looper。
Thread：线程，负责调度整个消息循环，即消息循环的执行场所。

Android系统的消息队列和消息循环都是针对具体线程的，一个线程能够存在（固然也能够不存在）一个消息队列和一个消息循环（Looper），特定线程的消息只能分发给本线程，不能进行跨线程，跨进程通信。可是建立的工做线程默认是没有消息循环和消息队列的，若是想让该线程具备消息队列和消息循环，须要在线程中首先调用Looper.prepare()来建立消息队列，而后调用Looper.loop()进入消息循环。以下例所示：java

 LooperThread Thread {    Handler mHandler;     run() {     Looper.prepare();      mHandler = Handler() {        handleMessage(Message msg) {                }     };      Looper.loop();   } }

Message：消息，其中包含了消息ID，消息处理对象以及处理的数据等，由MessageQueue统一列队，终由Handler处理。
Handler：处理者，负责Message的发送及处理。使用Handler时，须要实现handleMessage(Message msg)方法来对特定的Message进行处理，例如更新UI等。
MessageQueue：消息队列，用来存放Handler发送过来的消息，并按照FIFO规则执行。固然，存放Message并不是实际意义的保存，而是将Message以链表的方式串联起来的，等待Looper的抽取。
Looper：消息泵，不断地从MessageQueue中抽取Message执行。所以，一个MessageQueue须要一个Looper。
Thread：线程，负责调度整个消息循环，即消息循环的执行场所。
Android系统的消息队列和消息循环都是针对具体线程的，一个线程能够存在（固然也能够不存在）一个消息队列和一个消息循环（Looper），特定线程的消息只能分发给本线程，不能进行跨线程，跨进程通信。可是建立的工做线程默认是没有消息循环和消息队列的，若是想让该线程具备消息队列和消息循环，须要在线程中首先调用Looper.prepare()来建立消息队列，而后调用Looper.loop()进入消息循环。以下例所示：

LooperThread Thread {
Handler mHandler;

run() {
Looper.prepare();

mHandler = Handler() {
handleMessage(Message msg) {

}
};

Looper.loop();
}
}

//Looper类分析
//没找到合适的分析代码的办法，只能这么来了。每一个重要行的上面都会加上注释
//功能方面的代码会在代码前加上一段分析
public class Looper {
//static变量，判断是否打印调试信息。
private static final boolean DEBUG = false;
private static final boolean localLOGV = DEBUG ? Config.LOGD : Config.LOGV;

// sThreadLocal.get() will return null unless you've called prepare().
//线程本地存储功能的封装，TLS，thread local storage,什么意思呢？由于存储要么在栈上，例如函数内定义的内部变量。要么在堆上，例如new或者malloc出来的东西
//可是如今的系统好比Linux和windows都提供了线程本地存储空间，也就是这个存储空间是和线程相关的，一个线程内有一个内部存储空间，这样的话我把线程相关的东西就存储到
//这个线程的TLS中，就不用放在堆上而进行同步操做了。
private static final ThreadLocal sThreadLocal = new ThreadLocal();
//消息队列，MessageQueue，看名字就知道是个queue..
final MessageQueue mQueue;
volatile boolean mRun;
//和本looper相关的那个线程，初始化为null
Thread mThread;
private Printer mLogging = null;
//static变量，表明一个UI Process（也多是service吧，这里默认就是UI）的主线程
private static Looper mMainLooper = null;

/** Initialize the current thread as a looper.
* This gives you a chance to create handlers that then reference
* this looper, before actually starting the loop. Be sure to call
* { @link #loop()} after calling this method, and end it by calling
* { @link #quit()}.
*/
//往TLS中设上这个Looper对象的，若是这个线程已经设过了ｌｏｏｐｅｒ的话就会报错
//这说明，一个线程只能设一个looper
public static final void prepare() {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper());
}

/** Initialize the current thread as a looper, marking it as an application's main
* looper. The main looper for your application is created by the Android environment,
* so you should never need to call this function yourself.
* { @link #prepare()}
*/
//由framework设置的UI程序的主消息循环，注意，这个主消息循环是不会主动退出的
//
public static final void prepareMainLooper() {
prepare();
setMainLooper(myLooper());
//判断主消息循环是否能退出....
//经过quit函数向looper发出退出申请
if (Process.supportsProcesses()) {
myLooper().mQueue.mQuitAllowed = false;
}
}

private synchronized static void setMainLooper(Looper looper) {
mMainLooper = looper;
}

/** Returns the application's main looper, which lives in the main thread of the application.
*/
public synchronized static final Looper getMainLooper() {
return mMainLooper;
}

/**
* Run the message queue in this thread. Be sure to call
* { @link #quit()} to end the loop.
*/
//消息循环，整个程序就在这里while了。
//这个是static函数喔！
public static final void loop() {
Looper me = myLooper();//从该线程中取出对应的looper对象
MessageQueue queue = me.mQueue;//取消息队列对象...
while (true) {
Message msg = queue.next(); // might block取消息队列中的一个待处理消息..
//if (!me.mRun) {//是否须要退出？mRun是个volatile变量，跨线程同步的，应该是有地方设置它。
// break;
//}
if (msg != null) {
if (msg.target == null) {
// No target is a magic identifier for the quit message.
return;
}
if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
">>>>> Dispatching to " + msg.target + " "
+ msg.callback + ": " + msg.what
);
msg.target.dispatchMessage(msg);
if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
"<<<<< Finished to " + msg.target + " "
+ msg.callback);
msg.recycle();
}
}
}

/**
* Return the Looper object associated with the current thread. Returns
* null if the calling thread is not associated with a Looper.
*/
//返回和线程相关的looper
public static final Looper myLooper() {
return (Looper)sThreadLocal.get();
}

/**
* Control logging of messages as they are processed by this Looper. If
* enabled, a log message will be written to printer
* at the beginning and ending of each message dispatch, identifying the
* target Handler and message contents.
*
* @param printer A Printer object that will receive log messages, or * null to disable message logging. */ //设置调试输出对象，looper循环的时候会打印相关信息，用来调试用最好了。 public void setMessageLogging(Printer printer) { mLogging = printer; } /** * Return the {@link MessageQueue} object associated with the current * thread. This must be called from a thread running a Looper, or a * NullPointerException will be thrown. */ public static final MessageQueue myQueue() { return myLooper().mQueue; } //建立一个新的looper对象， //内部分配一个消息队列，设置mRun为true private Looper() { mQueue = new MessageQueue(); mRun = true; mThread = Thread.currentThread(); } public void quit() { Message msg = Message.obtain(); // NOTE: By enqueueing directly into the message queue, the // message is left with a null target. This is how we know it is // a quit message. mQueue.enqueueMessage(msg, 0); } /** * Return the Thread associated with this Looper. */ public Thread getThread() { return mThread; } //后面就简单了，打印，异常定义等。 public void dump(Printer pw, String prefix) { pw.println(prefix + this); pw.println(prefix + "mRun=" + mRun); pw.println(prefix + "mThread=" + mThread); pw.println(prefix + "mQueue=" + ((mQueue != null) ? mQueue : "(null")); if (mQueue != null) { synchronized (mQueue) { Message msg = mQueue.mMessages; int n = 0; while (msg != null) { pw.println(prefix + " Message " + n + ": " + msg); n++; msg = msg.next; } pw.println(prefix + "(Total messages: " + n + ")"); } } } public String toString() { return "Looper{" + Integer.toHexString(System.identityHashCode(this)) + "}"; } static class HandlerException extends Exception { HandlerException(Message message, Throwable cause) { super(createMessage(cause), cause); } static String createMessage(Throwable cause) { String causeMsg = cause.getMessage(); if (causeMsg == null) { causeMsg = cause.toString(); } return causeMsg; } } } 那怎么往这个消息队列中发送消息呢？？调用looper的static函数myQueue能够得到消息队列，这样你就可用本身往里边插入消息了。不过这种方法比较麻烦，这个时候handler类就发挥做用了。先来看看handler的代码，就明白了。 class Handler{ .......... //handler默认构造函数 public Handler() { //这个if是干吗用的暂时还不明白，涉及到java的深层次的内容了应该 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()); } } //获取本线程的looper对象 //若是本线程尚未设置looper，这回抛异常 mLooper = Looper.myLooper(); if (mLooper == null) { throw new RuntimeException( "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"); } //无耻啊，直接把looper的queue和本身的queue搞成一个了 //这样的话，我经过handler的封装机制加消息的话，就至关于直接加到了looper的消息队列中去了 mQueue = mLooper.mQueue; mCallback = null; } //还有好几种构造函数，一个是带callback的，一个是带looper的 //由外部设置looper public Handler(Looper looper) { mLooper = looper; mQueue = looper.mQueue; mCallback = null; } // 带callback的，一个handler能够设置一个callback。若是有callback的话， //凡是发到经过这个handler发送的消息，都有callback处理，至关于一个总的集中处理 //待会看dispatchMessage的时候再分析 public Handler(Looper looper, Callback callback) { mLooper = looper; mQueue = looper.mQueue; mCallback = callback; } // //经过handler发送消息 //调用了内部的一个sendMessageDelayed public final boolean sendMessage(Message msg) { return sendMessageDelayed(msg, 0); } //FT，又封装了一层，这回是调用sendMessageAtTime了 //由于延时时间是基于当前调用时间的，因此须要得到绝对时间传递给sendMessageAtTime 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) { boolean sent = false; MessageQueue queue = mQueue; if (queue != null) { //把消息的target设置为本身，而后加入到消息队列中 //对于队列这种数据结构来讲，操做比较简单了 msg.target = this; sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis); } else { RuntimeException e = new RuntimeException( this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue"); Log.w("Looper", e.getMessage(), e); } return sent; } //还记得looper中的那个消息循环处理吗 //从消息队列中获得一个消息后，会调用它的target的dispatchMesage函数 //message的target已经设置为handler了，因此 //最后会转到handler的msg处理上来 //这里有个处理流程的问题 public void dispatchMessage(Message msg) { //若是msg自己设置了callback，则直接交给这个callback处理了 if (msg.callback != null) { handleCallback(msg); } else { //若是该handler的callback有的话，则交给这个callback处理了---至关于集中处理 if (mCallback != null) { if (mCallback.handleMessage(msg)) { return; } } //不然交给派生处理,基类默认处理是什么都不干 handleMessage(msg); } } .......... } 生成 Message msg = mHandler.obtainMessage(); msg.what = what; msg.sendToTarget(); 发送 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，咱们看到，它找到它所引用的MessageQueue，而后将Message的target设定成本身（目的是为了在处理消息环节，Message能找到正确的Handler），再将这个Message归入到消息队列中。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()函数里，咱们看到，这里有一个死循环，不断地从MessageQueue中获取下一个（next方法）Message，而后经过Message中携带的target信息，交由正确的Handler处理（dispatchMessage方法）。处理 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，其中的一个分支就是调用handleMessage方法来处理这条Message，而这也正是咱们在职责处描述使用Handler时须要实现handleMessage(Message msg)的缘由。至于dispatchMessage方法中的另一个分支，我将会在后面的内容中说明。至此，咱们看到，一个Message经由Handler的发送，MessageQueue的入队，Looper的抽取，又再一次地回到Handler的怀抱。而绕的这一圈，也正好帮助咱们将同步操做变成了异步操做。 3）剩下的部分，咱们将讨论一下Handler所处的线程及更新UI的方式。在主线程（UI线程）里，若是建立Handler时不传入Looper对象，那么将直接使用主线程（UI线程）的Looper对象（系统已经帮咱们建立了）；在其它线程里，若是建立Handler时不传入Looper对象，那么，这个Handler将不能接收处理消息。在这种状况下，通用的做法是： 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(); } } 在建立Handler以前，为该线程准备好一个Looper（Looper.prepare），而后让这个Looper跑起来（Looper.loop），抽取Message，这样，Handler才能正常工做。所以，Handler处理消息老是在建立Handler的线程里运行。而咱们的消息处理中，不乏更新UI的操做，不正确的线程直接更新UI将引起异常。所以，须要时刻关心Handler在哪一个线程里建立的。如何更新UI才能不出异常呢？SDK告诉咱们，有如下4种方式能够从其它线程访问UI线程： · Activity.runOnUiThread(Runnable) · View.post(Runnable) · View.postDelayed(Runnable, long) · Handler 其中，重点说一下的是View.post(Runnable)方法。在post(Runnable action)方法里，View得到当前线程（即UI线程）的Handler，而后将action对象post到Handler里。在Handler里，它将传递过来的action对象包装成一个Message（Message的callback为action），而后将其投入UI线程的消息循环中。在Handler再次处理该Message时，有一条分支（未解释的那条）就是为它所设，直接调用runnable的run方法。而此时，已经路由到UI线程里，所以，咱们能够毫无顾虑的来更新UI。 4）几点小结 · Handler的处理过程运行在建立Handler的线程里 · 一个Looper对应一个MessageQueue · 一个线程对应一个Looper · 一个Looper能够对应多个Handler · 不肯定当前线程时，更新UI时尽可能调用post方法