源码分析:Android消息处理机制

Android消息处理机制主要指的是Handler的运行机制以及它和Looper、MessageQuene协同工作的过程。本篇文章将由浅入深,从源码角度分析整体的运行机制。

简介

Handler 主要是发送消息和处理消息,sendMessage()和handleMessage()
Handler是Android消息机制的上层接口,这使得开发者只需要处理和Handler的交互即可。在子线程中进行耗时操作,在主线程中刷新UI,这是我们使用Handler的典型案例。 以下就是我们最常见的使用Handler的一种写法:

public class Activity extends android.app.Activity {
    private Handler mHandler = new Handler(){
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            //  进行刷新UI的操作
        }
    };
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState, PersistableBundle persistentState) {
        super.onCreate(savedInstanceState, persistentState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //  在这里进行耗时操作
                ....
                ....
                Message message = Message.obtain();
                message.what = 1;
                mHandler.sendMessage(message);
            }
        }).start();
    }
}

Message 需要传递的消息

MessageQueue 消息队列 每次我们调用mHandler.sendMessage(message)后,message都是存在MessageQueue中。MessageQueue只负责存储消息,并不能处理消息,要借助Looper来实现。

Looper 消息轮询器 它会以无限循环的方式去MessageQueue中查找是否有新的消息,有的话就进行处理,没有的话就等待。

运行机制

示意图.png

整个机制大致是这样的:在子线程中Handler调用了sendMessage()方法后,实际上是调用了MessageQueue的enqueueMessage方法,当Looper.loop()执行完后,无限循环当前消息队列中是否有新消息 queue.next(),紧接着调用了当前Handler对象的dispatchMessage()方法,之后dispatchMessage()方法里做的操作是调用了当前Handler的handleMessage()方法,实现了消息的分发。

源码分析

Handler
 public final boolean sendMessage(Message msg)
    {
        return sendMessageDelayed(msg, 0);
    }
    
    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) {
        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);
    }
    
    private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
        msg.target = this;
        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        //  调用MessageQueue的enqueueMessage方法
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);  
    } 

我们可以看到,当我们代码执行了mHandler.sendMessage()语句的时候,实际上是调用了Handler的enqueueMessage方法,方法内部最终调用了MessageQueue的enqueueMessage方法,我们去MessageQueue的enqueueMessage方法看一下:

MessageQueue
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
        // 判断target是不是null
        if (msg.target == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
        }
        // 判断有没有在使用中
        if (msg.isInUse()) {
            throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
        }
        // 同步锁
        synchronized (this) {
            // 正在退出时,进行消息的回收  
            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;
            // 第一次进来添加到消息列表中,或者当前时间小于message的时间
            if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
                msg.next = p;  
                mMessages = msg;
                needWake = mBlocked;
            } else {
                //将消息按时间顺序插入到MessageQueue
                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;
    }

看完上面的enqueueMessage的代码,我们发现,MessageQueue类并没有对消息进行处理,仅仅是做了消息的存储工作,这也跟我们上面的简介中的结论一致。

Looper

当我们把消息存在MessageQueue中,需要Looper去帮助我们不断地去获取消息,通过调用Looper.loop()方法去不断的获取消息,先拿到当前looper的MessageQueue的对象,之后无限循环去消息队列获取消息( Message msg = queue.next()这行代码)

/**
     * Run the message queue in this thread. Be sure to call
     * {@link #quit()} to end the loop.
     */
    public static void loop() {
        final Looper me = myLooper();
        if (me == null) {
            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
        }
        //  拿到当前looper的MessageQueue对象
        final MessageQueue queue = me.mQueue;

        Binder.clearCallingIdentity();
        final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
        // 死循环
        for (;;) {
            // 关键代码,不断的去获取消息
            Message msg = queue.next();
            if (msg == null) {
                // No message indicates that the message queue is quitting.
                return;
            }
           .....
           .....
           .....
            try {
            //  target就是绑定的Handler
                msg.target.dispatchMessage(msg);
                end = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
            } finally {
                if (traceTag != 0) {
                    Trace.traceEnd(traceTag);
                }
            }
            ......
            ......
            ......
            msg.recycleUnchecked();
        }
    }

看到这里大致明白了,loop()方法里不断的去获取消息队列中的消息,之后调用了Handler的dispatchMessage()方法。 我们看看dispatchMessage()做了哪些操作:

/**
     * Handle system messages here.
     */
    public void dispatchMessage(Message msg) {
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }
            handleMessage(msg);
        }
    }
    
    private static void handleCallback(Message message) {
        message.callback.run();
    }

第一个if语句判断了消息是否存在回调方法,存在的话执行handleCallback()方法,接着执行回调run方法。当Handler的mCallback不为空时,则回调方法mCallback.handleMessage(msg); 最后调用Handler自身的回调方法handleMessage(),该方法默认为空,Handler子类通过覆写该方法来完成具体的逻辑。

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