android的消息处理机制——Looper,Handler,Message
这篇文章有一半是copy别人的，站在巨人的肩膀上，咱们才能看得更高更远......java
在开始讨论android的消息处理机制前，先来谈谈一些基本相关的术语。android
通讯的同步（Synchronous）：指向客户端发送请求后，必需要在服务端有回应后客户端才继续发送其它的请求，因此这时全部请求将会在服务端获得同步，直到服务端返回请求。web
通讯的异步（Asynchronous）：指客户端在发送请求后，没必要等待服务端的回应就能够发送下一个请求。app
所谓同步调用，就是在一个函数或方法调用时，没有获得结果以前，该调用就不返回，直到返回结果。异步调用和同步是相对的，在一个异步调用发起后，被调用者当即返回给调用者，可是调用者不能马上获得结果，被调用都在实际处理这个调用的请求完成后，经过状态、通知或回调等方式来通知调用者请求处理的结果。异步
android的消息处理有三个核心类：Looper,Handler和Message。其实还有一Message Queue（消息队列），可是MQ被封装到Looper里面了，咱们不会直接与MQ打交道，因此它不算是个核心类。ide
1. 消息类：Message类函数
android.os.Message的主要功能是进行消息的封装，同时能够指定消息的操做形式，Message类定义的变量和经常使用方法以下：oop
（1）public int what：变量，用于定义此Message属于何种操做源码分析
（2）public Object obj：变量，用于定义此Message传递的信息数据，经过它传递信息post
（3）public int arg1：变量，传递一些整型数据时使用
（4）public int arg2：变量，传递一些整型数据时使用
（5）public Handler getTarget()：普通方法，取得操做此消息的Handler对象。
在整个消息处理机制中，message又叫task，封装了任务携带的信息和处理该任务的handler。message的用法比较简单，可是有这么几点须要注意：
（1）尽管Message有public的默认构造方法，可是你应该经过Message.obtain()来从消息池中得到空消息对象，以节省资源。
（2）若是你的message只须要携带简单的int信息，请优先使用Message.arg1和Message.arg2来传递信息，这比用Bundle更省内存
（3）擅用message.what来标识信息，以便用不一样方式处理message。
2. 消息通道：Looper
在使用Handler处理Message时，须要Looper（通道）来完成。在一个Activity中，系统会自动帮用户启动Looper对象，而在一个用户自定义的类中，则须要用户手工调用Looper类中的方法，而后才能够正常启动Looper对象。Looper的字面意思是“循环者”，它被设计用来使一个普通线程变成Looper线程。所谓Looper线程就是循环工做的线程。在程序开发中（尤为是GUI开发中），咱们常常会须要一个线程不断循环，一旦有新任务则执行，执行完继续等待下一个任务，这就是Looper线程。使用Looper类建立Looper线程很简单：
public class LooperThread extends Thread {
@Override
public void run() {
// 将当前线程初始化为Looper线程
Looper.prepare();
// ...其余处理，如实例化handler
// 开始循环处理消息队列
Looper.loop();
}
}
经过上面两行核心代码，你的线程就升级为Looper线程了！那么这两行代码都作了些什么呢？
1)Looper.prepare()
经过上图能够看到，如今你的线程中有一个Looper对象，它的内部维护了一个消息队列MQ。注意，一个Thread只能有一个Looper对象，为何呢？来看一下源码
public class Looper {
// 每一个线程中的Looper对象实际上是一个ThreadLocal，即线程本地存储(TLS)对象
private static final ThreadLocal sThreadLocal = new ThreadLocal();
// Looper内的消息队列
final MessageQueue mQueue;
// 当前线程
Thread mThread;
//其余属性
// 每一个Looper对象中有它的消息队列，和它所属的线程
private Looper() {
mQueue = new MessageQueue();
mRun = true;
mThread = Thread.currentThread();
}
// 咱们调用该方法会在调用线程的TLS中建立Looper对象
public static final void prepare() {
if (sThreadLocal.get() != null) {
// 试图在有Looper的线程中再次建立Looper将抛出异常
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper());
}
// 其余方法
}
prepare()背后的工做方式一目了然，其核心就是将looper对象定义为ThreadLocal。
2）Looper.loop()
调用loop方法后，Looper线程就开始真正工做了，它不断从本身的MQ中取出队头的消息(也叫任务)执行。其源码分析以下：
public static final void loop() {
Looper me = myLooper(); //获得当前线程Looper
MessageQueue queue = me.mQueue; //获得当前looper的MQ
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
// 开始循环
while (true) {
Message msg = queue.next(); // 取出message
if (msg != null) {
if (msg.target == null) {
// message没有target为结束信号，退出循环
return;
}
// 日志
if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
">>>>> Dispatching to " + msg.target + " "
+ msg.callback + ": " + msg.what
);
// 很是重要！将真正的处理工做交给message的target，即后面要讲的handler
msg.target.dispatchMessage(msg);
// 日志
if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
"<<<<< Finished to " + msg.target + " "
+ msg.callback);
final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
if (ident != newIdent) {
Log.wtf("Looper", "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);
}
// 回收message资源
msg.recycle();
}
}
}
除了prepare()和loop()方法，Looper类还提供了一些有用的方法，好比Looper.myLooper()获得当前线程looper对象：
public static final Looper myLooper() {
// 在任意线程调用Looper.myLooper()返回的都是那个线程的looper
return (Looper)sThreadLocal.get();
}
getThread()获得looper对象所属线程：
public Thread getThread() {
return mThread;
}
quit()方法结束looper循环：
public void quit() {
// 建立一个空的message，它的target为NULL，表示结束循环消息
Message msg = Message.obtain();
// 发出消息
mQueue.enqueueMessage(msg, 0);
}
综上，Looper有如下几个要点：
1）每一个线程有且只能有一个Looper对象，它是一个ThreadLocal
2）Looper内部有一个消息队列，loop()方法调用后线程开始不断从队列中取出消息执行
3）Looper使一个线程变成Looper线程。
那么，咱们如何操做Message Queue上的消息呢？这就是Handler的用处了
3. 消息操做类：Handler类
Message对象封装了全部的消息，而这些消息的操做须要android.os.Handler类完成。什么是handler？handler起到了处理MQ上的消息的做用（只处理由本身发出的消息），即通知MQ它要执行一个任务(sendMessage)，并在loop到本身的时候执行该任务(handleMessage)，整个过程是异步的。handler建立时会关联一个looper，默认的构造方法将关联当前线程的looper，不过这也是能够set的。默认的构造方法：
public class handler {
final MessageQueue mQueue; // 关联的MQ
final Looper mLooper; // 关联的looper
final Callback mCallback;
// 其余属性
public Handler() {
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());
}
}
// 默认将关联当前线程的looper
mLooper = Looper.myLooper();
// looper不能为空，即该默认的构造方法只能在looper线程中使用
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
// 重要！！！直接把关联looper的MQ做为本身的MQ，所以它的消息将发送到关联looper的MQ上
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = null;
}
// 其余方法
}
下面咱们就能够为以前的LooperThread类加入Handler：
public class LooperThread extends Thread {
private Handler handler1;
private Handler handler2;
@Override
public void run() {
// 将当前线程初始化为Looper线程
Looper.prepare();
// 实例化两个handler
handler1 = new Handler();
handler2 = new Handler();
// 开始循环处理消息队列
Looper.loop();
}
}
加入handler后的效果以下图：
能够看到，一个线程能够有多个Handler，可是只能有一个Looper！
Handler发送消息
有了handler以后，咱们就可使用
post(Runnable)
postAtTime(Runnable, long)
postDelayed(Runnable, long)
sendEmptyMessage(int)
sendMessage(Message)
sendMessageAtTime(Message, long)
sendMessageDelayed(Message, long)
这些方法向MQ上发送消息了。光看这些API你可能会以为handler能发两种消息，一种是Runnable对象，一种是message对象，这是直观的理解，但其实post发出的Runnable对象最后都被封装成message对象了，见源码：
// 此方法用于向关联的MQ上发送Runnable对象，它的run方法将在handler关联的looper线程中执行
public final boolean post(Runnable r)
{
// 注意getPostMessage(r)将runnable封装成message
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
private final Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain(); //获得空的message
m.callback = r; //将runnable设为message的callback，
return m;
}
public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)
{
boolean sent = false;
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue != null) {
msg.target = this; // message的target必须设为该handler！
sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
else {
RuntimeException e = new RuntimeException(
this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
}
return sent;
}
经过handler发出的message有以下特色：
1.message.target为该handler对象，这确保了looper执行到该message时能找处处理它的handler，即loop()方法中的关键代码
msg.target.dispatchMessage(msg);
2.post发出的message，其callback为Runnable对象
Handler处理消息
说完了消息的发送，再来看下handler如何处理消息。消息的处理是经过核心方法dispatchMessage(Message msg)与钩子方法handleMessage(Message msg)
完成的，见源码
dispatchMessage(Message msg) {
(msg.callback != ) {
handleCallback(msg);
} {
(mCallback != ) {
(mCallback.handleMessage(msg)) {
;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
handleCallback(Message message) {
message.callback.run(); }
handleMessage(Message msg) {
}
能够看到，除了handleMessage(Message msg)和Runnable对象的run方法由开发者实现外（实现具体逻辑），handler的内部工做机制对开发者是透明的。Handler拥有下面两个重要的特色：
1)handler能够在任意线程发送消息，这些消息会被添加到关联的MQ上
2)消息的处理是经过核心方法dispatchMessage(Message msg)与钩子方法handleMessage(Message msg)完成的，handler是在它关联的looper线程中处理消息的。
这就解决了android最经典的不能在其余非主线程中更新UI的问题。android的主线程也是一个looper线程(looper在android中运用很广)，咱们在其中建立的handler默认将关联主线程MQ。所以，利用handler的一个solution就是在activity中建立handler并将其引用传递给worker thread，worker thread执行完任务后使用handler发送消息通知activity更新UI。(过程如图)
下面给出sample代码，仅供参考：
TestDriverActivity Activity {
TextView textview;
@Override
onCreate(Bundle savedInstanceState) {
.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
textview = (TextView) findViewById(R.id.textview);
Thread workerThread = Thread( SampleTask( MyHandler()));
workerThread.start();
}
appendText(String msg) {
textview.setText(textview.getText() + "\n" + msg);
}
MyHandler Handler {
@Override
handleMessage(Message msg) {
String result = msg.getData().getString("message");
appendText(result);
}
}
}
SampleTask Runnable {
String TAG = SampleTask..getSimpleName();
Handler handler;
SampleTask(Handler handler) {
();
.handler = handler;
}
@Override
run() {
{ Thread.sleep(5000);
Message msg = prepareMessage("task completed!");
handler.sendMessage(msg);
} (InterruptedException e) {
Log.d(TAG, "interrupted!");
}
}
Message prepareMessage(String str) {
Message result = handler.obtainMessage();
Bundle data = Bundle();
data.putString("message", str);
result.setData(data);
result;
}
}
- 1. Android 消息机制（Handler，Looper，MessageQueue，Message）
- 2. android的消息处理机制——Looper,Handler,Message （原理图、源码）
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