源码角度讲解Android消息处理机制(Handler、Looper、MessageQueue与Message)

时间  2019-11-08
标签 源码 角度 讲解 android 消息 处理 机制 handler looper messagequeue message 栏目 Android 繁體版
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1.前言

上篇文章介绍了几种hanlder建立方式，其实这种使用方式你们都知道，可是为何能够这么作，可能不少人不知道，至少不清楚，网上不少文章也是处处粘贴，听别说handler把Message发送到MessageQueue里面去，Looper经过死循环，不断从MessageQueue里面获取Message处理消息，由于Mesage.target就是当前hanlder，因此最后转到handleMessage（）方法中去处理，整个流程是这样。其实大概都是对的，以前面试的时候，我也都是这么说，也没有面试官深刻问过，此次正好有时间深刻源码系统学习下，毕竟仍是要知其因此然。android

2.使用方法

package com.example.test.myapplication;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.widget.Toast;

public class MainActivity extends Activity {

    private Handler handler1 = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            if (msg.arg1 == 1) {
                Toast.makeText(MainActivity.this, "hanlder1", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            }
            super.handleMessage(msg);
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                Message message = handler1.obtainMessage();
                message.arg1 = 1;
                handler1.sendMessage(message);
            }
        }).start();
    }
}
复制代码

这种用法是你们最经常使用的，下面咱们就用这个来做为切入点。面试

3.源码讲解

1）Looper，MessageQueue建立 应用启动的时候会先调用ActivityThread的main方法，main方法会调用Looper.prepareMainLooper();建立Looper对象，Looper对象的构造方法中会建立MessageQueue对象，源码以下所示：bash

public static void main(String[] args) {
        Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "ActivityThreadMain");
        SamplingProfilerIntegration.start();

        // CloseGuard defaults to true and can be quite spammy.  We
        // disable it here, but selectively enable it later (via
        // StrictMode) on debug builds, but using DropBox, not logs.
        CloseGuard.setEnabled(false);

        Environment.initForCurrentUser();

        // Set the reporter for event logging in libcore
        EventLogger.setReporter(new EventLoggingReporter());

        AndroidKeyStoreProvider.install();

        // Make sure TrustedCertificateStore looks in the right place for CA certificates
        final File configDir = Environment.getUserConfigDirectory(UserHandle.myUserId());
        TrustedCertificateStore.setDefaultUserDirectory(configDir);

        Process.setArgV0("<pre-initialized>");

        Looper.prepareMainLooper();

        ActivityThread thread = new ActivityThread();
        thread.attach(false);

        if (sMainThreadHandler == null) {
            sMainThreadHandler = thread.getHandler();
        }

        if (false) {
            Looper.myLooper().setMessageLogging(new
                    LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
        }

        // End of event ActivityThreadMain.
        Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
        Looper.loop();

        throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
    }
复制代码

在第23行能够看到Looper.prepareMainLooper();方法，此方法其实就是UI线程默认为应用建立Looper对象，咱们继续看下prepareMainLooper（）方法的源码：app

public static void prepareMainLooper() {
        prepare(false);
        synchronized (Looper.class) {
            if (sMainLooper != null) {
                throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
            }
            sMainLooper = myLooper();
        }
    }
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));
    }
复制代码

这里经过调用调用prepare（）方法，建立了Looper对象，并且sThreadLocal若是没有Looper，则新建Looper进去，若是存在，则抛出异常，并且从判空能够看出一个线程最多只能建立一个Looper对象，验证了不少人说的一个线程一个Looper对象的说法。 上面提到在Looper的构造方法中，会建立MessageQueue对象，咱们看一下Looper构造方法：less

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

没有错，Looper建立的同时会建立MessageQueue，因此不少人说一个Looper对应一个MessageQueue就是从这里来的。Looper跟MessageQueue都建立好了，接下来看如何发送Message消息。async

2）handler.sendMessage(message)发送消息到什么地方，内部怎么处理 要想知道发送到哪里，怎么处理，只有一条路，跟到源码中去看：ide

public final boolean sendMessage(Message msg)
    {
        return sendMessageDelayed(msg, 0);
    }
复制代码
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
    {
        if (delayMillis < 0) {
            delayMillis = 0;
        }
        return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
    }
复制代码
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);
    }
复制代码

前面两个方法就不看了，直接看sendMessageAtTime（）方法，sendMessageAtTime（）方法中传入两个参数，msg就是咱们handler.sendMessage(message)发送的Message对象，而uptimeMillis参数则表示发送消息的时间，它的值等于自系统开机到当前时间的毫秒数再加上延迟时间，若是你调用的不是sendMessageDelayed()方法，则延迟时间就为0。方法最后调用了enqueueMessage()。函数

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
        msg.target = this;
        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
    }
复制代码

上面方法中，会调用queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis)，queue其实就是Looper构造函数中初始化的MessageQueue对象，能够看到，handler把消息发送到MessageQueue中了。oop

3）MessageQueue对象 接下来咱们看queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);的源码：post

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
        if (msg.target == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
        }
        if (msg.isInUse()) {
            throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
        }

        synchronized (this) {
            if (mQuitting) {
                IllegalStateException e = new IllegalStateException(
                        msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
                Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
                msg.recycle();
                return false;
            }

            msg.markInUse();
            msg.when = when;
            Message p = mMessages;
            boolean needWake;
            if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
                // New head, wake up the event queue if blocked.
                msg.next = p;
                mMessages = msg;
                needWake = mBlocked;
            } else {
                // Inserted within the middle of the queue.  Usually we don't have to wake // up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue // and the message is the earliest asynchronous message in the queue. needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous(); Message prev; for (;;) { prev = p; p = p.next; if (p == null || when < p.when) { break; } if (needWake && p.isAsynchronous()) { needWake = false; } } msg.next = p; // invariant: p == prev.next prev.next = msg; } // We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false. if (needWake) { nativeWake(mPtr); } } return true; } 复制代码

这段代码有点意思，其实就是入队操做，以前一直觉得MessageQueue里面有个列表，Message依次保存在里面，其实并非。MessageQueue借助Message对象（next）成员变量，实现单向链表，而且用一个mMessages对象表示当前待处理的消息。 咱们来分析一下上面代码，第二十行，首先Message p = mMessages;把当前待处理的message赋值给p，接下来是一个很长的判断if (p == null || when == 0 || when < p.when)，根据判断能够得知，有如下两种状况会执行if里面的语句：1.应用首次调用sendMessage时，当前待处理的消息为null，则p为空，则会执行；2.当前传入msg的when小于当前待处理msg的when，及当前传入的消息要先于当前待处理mMessages获得处理，因此传入的msg赋值为mMessages，而下一个待处理消息才为原先的待处理消息。

if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
                // New head, wake up the event queue if blocked.
                msg.next = p;
                mMessages = msg;
                needWake = mBlocked;
            } 
复制代码

当执行过多个sendMessage方法时而且消息的时间（when）比当前待处理的消息的时间（when）大，这个时候就会移动链表，根据时间前后，插入到合适的位置，调用以下代码：

Message prev;
    for (;;) {
    prev = p;
    p = p.next;
    if (p == null || when < p.when) {
    break;
    }
    if (needWake && p.isAsynchronous()) {
    needWake = false;
    }
    }
    msg.next = p; // invariant: p == prev.next
    prev.next = msg;
复制代码

不停的循环，根据when，及发送时间来前后排序，先发送的排在最前面，用message.next来指定下一个Message对象，这样MessageQueue经过时间把多个Message组成一个单向链表。

4）Looper对象，取当前待处理Message。 有进就有出，如何从MessageQueue中获取当前Message进行处理呢，这就要看Looper.loop（）方法了。这里能够明白为何子线程中初始化Handler最后为何要显示调用Looper.loop（）方法了吧，其实至关于启动获取Message方法的循环，主线程中会默认调用。

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.recycleUnchecked(); } } 复制代码

能够看到，第13行依然是一个死循环，不断执行的queue.next()方法，next()方法其实就是作消息出队列操做。获取当前待处理的mMessages对象，而后让下一条消息成为mMessages，其实跟链表操做同样，没有难度。loop()方法的第27行，Message获取到后，则调用msg.target.dispatchMessage(msg)方法，msg是Message对象，target是什么呢？看下Message源码，target实际上是发送该Message的Handler对象。 调用Message message = handler1.obtainMessage();的时候，会进行赋值：

public static Message obtain(Handler h) {
        Message m = obtain();
        m.target = h;

        return m;
    }
复制代码

接下来固然就要看一看Handler中dispatchMessage()方法的源码了，以下所示：

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

通常状况下，按照咱们上面的调用方式，msg.callback，mCallback 都为空，则会直接调用handleMessage（msg）方法，这样终于转到咱们的handleMessage方法中来了，在里面去作更新UI的操做。固然有人会问，何时msg.callback，mCallback不为空呢？ msg.callback不为空，其实只要看看源码里面，哪些方法能够赋值就能够了：

public static Message obtain(Handler h, Runnable callback) {
        Message m = obtain();
        m.target = h;
        m.callback = callback;

        return m;
    }
复制代码

下面是个人调用方法：

package com.example.test.myapplication;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;

public class MainActivity extends Activity {

    private Handler handler1 = new Handler();

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                Message message = Message.obtain(handler1, new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        System.out.println("handler2 Thread========="+Thread.currentThread().getName());
                    }
                });
                message.arg1 = 1;
                handler1.sendMessage(message);
            }
        }).start();
    }
}
复制代码

从打印信息能够看到，run方法里面其实也是主线程，这种方式其实不少，下面一一介绍。

4.其余：

上面这个callback的调用方式你们有没有很熟悉呢，其实有几种是你们平时常用的：

1.Handler的post()方法 2.View的post()方法 3.Activity的runOnUiThread()方法 这些均可以在子线程中转到主线程，从而去更新UI，至于为何能够呢，相信不少人不知道。 1）Handler的post()源码

public final boolean post(Runnable r)
    {
       return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
    }
复制代码

万变不离其宗，其实仍是调用sendMessageDelayed方法，并且Runnable还被封装成了Message，后面入链表，出链表过程跟前面讲的都同样。

private static Message getPostMessage(Runnable r) {
        Message m = Message.obtain();
        m.callback = r;
        return m;
    }
复制代码

只是最后的时候，msg.callback != null，他会调用handleCallback(msg);

private static void handleCallback(Message message) {
        message.callback.run();
    }
复制代码

这样，run方法被调用，是否是很简单。

2）View的post()源码 View类中，post方法：

public boolean post(Runnable action) {
        final AttachInfo attachInfo = mAttachInfo;
        if (attachInfo != null) {
            return attachInfo.mHandler.post(action);
        }
        // Assume that post will succeed later
        ViewRootImpl.getRunQueue().post(action);
        return true;
    }
复制代码

居然仍是mHandler.post(action)，原理同上了。

3）Activity的runOnUiThread()源码

public final void runOnUiThread(Runnable action) {
        if (Thread.currentThread() != mUiThread) {
            mHandler.post(action);
        } else {
            action.run();
        }
    }
复制代码

若是当前的线程不等于UI线程，仍然执行mHandler.post(action)方法，若是就在主线程，固然直接接口回调，调用run方法就能够了。

5.总结：

因此无论何种子线程转到主线程去刷新UI，背后原理其实都是同样的，搞清楚了一个，都清楚了。但愿看到这篇文章后，面试官再问子线程更新主线程的问题的时候，你能够是下面的表情：

这里写图片描述

若有错误欢迎指出来，一块儿学习。

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