要点提炼|开发艺术之消息机制

Android的消息机制指的是Handler的运行机制，本篇将总结Handler机制的相关知识点：

• 消息机制概述
• 消息机制分析

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1.消息机制概述

a.做用：跨线程通讯。

b.经常使用场景：当子线程中进行耗时操做后须要更新UI时，经过Handler将有关UI的操做切换到主线程中执行。

系统不建议在子线程访问UI的缘由：UI控件非线程安全，在多线程中并发访问可能会致使UI控件处于不可预期的状态。而不对UI控件的访问加上锁机制的缘由有：

• 上锁会让UI控件变得复杂和低效
• 上锁后会阻塞某些进程的执行

c.四要素：

• Message（消息）：须要被传递的消息，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，最终由Handler处理。
• MessageQueue（消息队列）：用来存放Handler发送过来的消息，内部经过单链表的数据结构来维护消息列表，等待Looper的抽取。
• Handler（处理者）：负责Message的发送及处理。
  • Handler.sendMessage()：向消息池发送各类消息事件。
  • Handler.handleMessage()：处理相应的消息事件。
• Looper（消息泵）：经过Looper.loop() 不断地从MessageQueue中抽取Message，按分发机制将消息分发给目标处理者。

Thread（线程）：负责调度整个消息循环，即消息循环的执行场所。

存在关系：

• 一个Thread只能有一个Looper，能够有多个Handler；
• Looper有一个MessageQueue，能够处理来自多个Handler的Message；
• MessageQueue有一组待处理的Message，这些Message可来自不一样的Handler；
• Message中记录了负责发送和处理消息的Handler；
• Handler中有Looper和MessageQueue；

图片来源：android的消息处理机制之Looper,Handler,Message

d.实现方法：

• 在主线程实例化一个全局的Handler对象；
• 在须要执行UI操做的子线程里实例化一个Message并填充必要数据，调用Handler.sendMessage(Message msg)方法发送出去；
• 复写handleMessage()方法，对不一样Message执行相关操做；

实例：Service篇--异步消息处理机制

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2.消息机制分析

a.工做流程：

• Handler.sendMessage()发送消息时，会经过MessageQueue.enqueueMessage()向MessageQueue中添加一条消息；
• 经过Looper.loop()开启循环后，不断轮询调用MessageQueue.next()；
• 调用目标Handler.dispatchMessage()去传递消息，目标Handler收到消息后调用Handler.handlerMessage()处理消息。

简单来看，即Handler将Message发送到Looper的成员变量MessageQueue中，以后Looper不断循环遍历MessageQueue从中读取Message，最终回调给Handler处理。如图：

b.工做原理：

• (1)Looper的建立：先从应用程序的入口函数ActivityThread.main()看起，在这里(主线程)系统自动建立了Looper，主要方法：

//主线程中不须要本身建立Looper
public static void main(String[] args) {
        ......
        Looper.prepareMainLooper();//为主线程建立Looper，该方法内部又调用 Looper.prepare()
        ......
        Looper.loop();//开启消息轮询
        ......
        
    }
复制代码

注意：

• 子线程的Looper须要手动去建立，标准写法是：

//子线程中须要本身建立一个Looper
new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                
                Looper.prepare();//为子线程建立Looper               
                Looper.loop(); //开启消息轮询
            }
        }).start();
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• 不管是主线程仍是子线程，Looper只能被建立一次，即一个Thread只有一个Looper。
• 所建立的Looper会保存在ThreadLocal（线程本地存储区）中，它不是线程，做用是帮助Handler得到当前线程的Looper。更多讲解见ThreadLocal详解

• (2)MessageQueue的建立：在Looper的构造函数建立了一个MessageQueue：

private Looper(boolean quitAllowed) {
       
        mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
        mThread = Thread.currentThread();
    }
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• (3)Message轮询及处理：有了Looper和MessageQueue以后经过Looper.loop()开启消息轮询：

public static void loop() {
        ......
        for (;;) {//死循环
            Message msg = queue.next(); //用于提取下一条信息，该方法里一样有个for(;;)死循环，当没有可处理该Message的Handler时，会一直阻塞
            if (msg == null) {
                
                return;
            }
         ......   
         try {
                msg.target.dispatchMessage(msg);//若是从MessageQueue中拿到Message，由和它绑定的Handler(msg.target)将它发送到MessageQueue
                end = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
            } finally {
                if (traceTag != 0) {
                    Trace.traceEnd(traceTag);
                }
            }
         ......   
    }

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• 如今就剩建立Handler及Message发送了。(4)先看Handler的建立：有两种形式的Handler：

//第一种:send方式的Handler建立
Handler handler = new Handler() {
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                //如UI操做
                
            }
        };

//第二种：post方式的Handler建立
Handler handler = new Handler();
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注意：建立Handler实例以前必须先建立Looper实例，不然会抛RuntimeException。

• (5) Message的发送：

对于send方式的Handler：建立好一个Message后，调用Handler的如下几种常见的方法来发送消息：

sendEmptyMessage();           //发送空消息
sendEmptyMessageAtTime();     //发送按照指定时间处理的空消息
sendEmptyMessageDelayed();    //发送延迟指定时间处理的空消息
sendMessage();                //发送一条消息
sendMessageAtTime();          //发送按照指定时间处理的消息
sendMessageDelayed();         //发送延迟指定时间处理的消息
sendMessageAtFrontOfQueue();  //将消息发送到消息队头
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对于post方式的Handler，可在子线程直接调用Handler的如下几种常见方法，使得切换到主线程：

post(Runnable r)
postAtFrontOfQueue(Runnable r)
postAtTime(Runnable r, Object token, long uptimeMillis)
postAtTime(Runnable r, long uptimeMillis)
postDelayed(Runnable r, long delayMillis)

//例如，postDelayed()方法
handler.postDelayed(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        //如UI操做
                    }
                },300);

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经过以上各类Handler的发送方法，都会依次调用 Handler.sendMessageDelayed->Handler.sendMessageAtTime()->Handler.enqueueMessage() 最终将Message发送到MessageQueue。

至此从源码已走过一遍流程。

推荐阅读：深刻了解Android的消息机制(源码)

最后，将Handler机制汇总到一张图：

图片来源：android的消息机制——Handler机制

如今，这里有一些有关消息机制的Questions，考考本身吧！

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但愿这篇文章对你有帮助~