深刻理解Android消息处理系统——Looper、Handler、Thread

熟悉Windows编程的朋友可能知道Windows程序是消息驱动的，而且有全局的消息循环系统。而Android应用程序也是消息驱动的，按道理来讲也应该提供消息循环机制。实际上谷歌参考了Windows的消息循环机制，也在Android系统中实现了消息循环机制。Android经过Looper、Handler来实现消息循环机制，Android消息循环是针对线程的（每一个线程均可以有本身的消息队列和消息循环）。本文深刻介绍一下Android消息处理系统原理。

Android系统中Looper负责管理线程的消息队列和消息循环，具体实现请参考Looper的源码。 能够经过Loop.myLooper()获得当前线程的Looper对象，经过Loop.getMainLooper()能够得到当前进程的主线程的Looper对象。

前面提到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：

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();
      }
  }

这样你的线程就具备了消息处理机制了，在Handler中进行消息处理。

Activity是一个UI线程，运行于主线程中，Android系统在启动的时候会为Activity建立一个消息队列和消息循环（Looper）。详细实现请参考ActivityThread.java文件。

Handler的做用是把消息加入特定的（Looper）消息队列中，并分发和处理该消息队列中的消息。构造Handler的时候能够指定一个Looper对象，若是不指定则利用当前线程的Looper建立。详细实现请参考Looper的源码。

Activity、Looper、Handler的关系以下图所示：

一个Activity中能够建立多个工做线程或者其余的组件，若是这些线程或者组件把他们的消息放入Activity的主线程消息队列，那么该消息就会在主线程中处理了。由于主线程通常负责界面的更新操做，而且Android系统中的weget不是线程安全的，因此这种方式能够很好的实现Android界面更新。在Android系统中这种方式有着普遍的运用。

那么另一个线程怎样把消息放入主线程的消息队列呢？答案是经过Handle对象，只要Handler对象以主线程的Looper建立，那么调用Handler的sendMessage等接口，将会把消息放入队列都将是放入主线程的消息队列。而且将会在Handler主线程中调用该handler的handleMessage接口来处理消息。

这里面涉及到线程同步问题，请先参考以下例子来理解Handler对象的线程模型：

一、首先建立MyHandler工程。

二、在MyHandler.java中加入以下的代码：

package com.simon;import android.app.Activity;import android.os.Bundle;import android.os.Message;import android.util.Log;import android.os.Handler;public class MyHandler extends Activity {
	static final String TAG = "Handler";
	Handler h = new Handler(){
    	public void handleMessage (Message msg)
    	{
    		switch(msg.what)
    		{
    		case HANDLER_TEST:
    			Log.d(TAG, "The handler thread id = " + Thread.currentThread().getId() + "\n");
    			break;
    		}
    	}
    };

	static final int HANDLER_TEST = 1;
    /** Called when the activity is first created. */     @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        Log.d(TAG, "The main thread id = " + Thread.currentThread().getId() + "\n");

        new myThread().start();
        setContentView(R.layout.main);
    }

    class myThread extends Thread
    {
    	public void run()
    	{
    		Message msg = new Message();
    		msg.what = HANDLER_TEST;
    		h.sendMessage(msg);
    		Log.d(TAG, "The worker thread id = " + Thread.currentThread().getId() + "\n");
    	}
    }
}

在这个例子中咱们主要是打印，这种处理机制各个模块的所处的线程状况。以下是个人机器运行结果：

09-10 23:40:51.478: DEBUG/Handler(302): The main thread id = 1
09-10 23:40:51.569: DEBUG/Handler(302): The worker thread id = 8
09-10 23:40:52.128: DEBUG/Handler(302): The handler thread id = 1

咱们能够看出消息处理是在主线程中处理的，在消息处理函数中能够安全的调用主线程中的任何资源，包括刷新界面。工做线程和主线程运行在不一样的线程中，因此必需要注意这两个线程间的竞争关系。

上例中，你可能注意到在工做线程中访问了主线程handler对象，并在调用handler的对象向消息队列加入了一个消息。这个过程当中会不会出现消息队列数据不一致问题呢？答案是handler对象不会出问题，由于handler对象管理的Looper对象是线程安全的，不论是加入消息到消息队列和从队列读出消息都是有同步对象保护的，具体请参考Looper.java文件。上例中没有修改handler对象，因此handler对象不可能会出现数据不一致的问题。

经过上面的分析，咱们能够得出以下结论：

一、若是经过工做线程刷新界面，推荐使用handler对象来实现。

二、注意工做线程和主线程之间的竞争关系。推荐handler对象在主线程中构造完成（而且启动工做线程以后不要再修改之，不然会出现数据不一致），而后在工做线程中能够放心的调用发送消息SendMessage等接口。

三、除了2所述的hanlder对象以外的任何主线程的成员变量若是在工做线程中调用，仔细考虑线程同步问题。若是有必要须要加入同步对象保护该变量。

四、handler对象的handleMessage接口将会在主线程中调用。在这个函数能够放心的调用主线程中任何变量和函数，进而完成更新UI的任务。

五、Android不少API也利用Handler这种线程特性，做为一种回调函数的变种，来通知调用者。这样Android框架就能够在其线程中将消息发送到调用者的线程消息队列之中，不用担忧线程同步的问题。

深刻理解Android消息处理机制对于应用程序开发很是重要，也可让你对线程同步有更加深入的认识。以上是最近Simon学习Android消息处理机制的一点儿总结，若有错误之处请不吝指教。