Android中的Handler, Looper, MessageQueue,Message和Thread

  • Message: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,终由Handler处理。

  • Handler:处理者,负责Message的发送及处理。使用Handler时,需要实现handleMessage(Message msg)方法来对特定的Message进行处理,例如更新UI等。

  • MessageQueue:消息队列,用来存放Handler发送过来的消息,并按照FIFO规则执行。当然,存放Message并非实际意义的保存,而是将Message以链表的方式串联起来的,等待Looper的抽取。

  • Looper:消息泵,不断地从MessageQueue中抽取Message执行。因此,一个MessageQueue需要一个Looper。

  • Thread:线程,负责调度整个消息循环,即消息循环的执行场所。

源码解析

  1. Looper
public class Looper {
    // 每个线程中的Looper对象其实是一个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;
    // 。。。其他属性
 
    // 每个Looper对象中有它的消息队列,和它所属的线程
    private Looper() {
        mQueue = new MessageQueue();  //添加消息队列
        mRun = true;
        mThread = Thread.currentThread();
    }
 
    // 我们调用该方法会在调用线程的TLS中创建Looper对象
    public static final void prepare() {
        if (sThreadLocal.get() != null) {
            // 试图在有Looper的线程中再次创建Looper将抛出异常
            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
        }
        sThreadLocal.set(new Looper());
    }
    // 其他方法
}

首先看prepare()方法


sThreadLocal是一个ThreadLocal对象,可以在一个线程中存储变量。
可以看到,在第5行,将一个Looper的实例放入了ThreadLocal,并且2-4行判断了sThreadLocal是否为null,否则抛出异常。
这也就说明了Looper.prepare()方法不能被调用两次,同时也保证了一个线程中只有一个Looper实例

.
下面看Looper的构造方法:

在构造方法中,创建了一个MessageQueue(消息队列)。

.
然后再看loop()方法:

public static final void loop() {
        final Looper me = myLooper();  
        if (me == null) {  
            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() 
                                          wasn't called on this thread.");  
        }  
        //myLooper()方法直接返回了sThreadLocal存储的Looper实例,
        //如果me为null则抛出异常,也就是说looper方法必须在prepare方法之后运行。
        final MessageQueue queue = me.mQueue; 
        //拿到该looper实例中的mQueue(消息队列)
         
        // 这两行没看懂= = 不过不影响理解
        Binder.clearCallingIdentity();
        final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
        // 开始循环
        while (true) {
            Message msg = queue.next(); // 取出message,如果没有消息则阻塞。
            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
                        );

                // 非常重要!把消息交给msg的target的dispatchMessage方法去处理。
                //Msg的target是什么呢?其实就是handler对象。这确保了
                //looper执行到该message时能找到处理它的handler
                msg.target.dispatchMessage(msg);

                // 还是日志。。。
                if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
                        "<<<<< Finished to    " + msg.target + " "
                        + msg.callback);
                 
                // 下面没看懂,同样不影响理解
                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();
            }
        }
}


Looper主要作用:
1、与当前线程绑定,保证一个线程只会有一个Looper实例,同时一个Looper实例也只有一个MessageQueue。
2、loop()方法,不断从MessageQueue中去取消息,交给消息的target属性的dispatchMessage去处理。

  1. Handler
      什么是handler?handler扮演了往MQ上添加消息和处理消息的角色(只处理由自己发出的消息),即通知MQ它要执行一个任务(sendMessage),并在loop到自己的时候执行该任务(handleMessage),整个过程是异步的。handler创建时会关联一个looper,默认的构造方法将关联当前线程的looper,不过这也是可以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; 
    // 其他属性
 
    public Handler() {
        // 没看懂,直接略过,,,
        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());
            }
        }

        // 通过Looper.myLooper()获取了当前线程保存的Looper实例
        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!!!获取了这个Looper实例中保存的MessageQueue(消息队列),
        //这样就保证了handler的实例与我们Looper实例中MessageQueue关联上了。
        mQueue = mLooper.mQueue;

        mCallback = null;
    }
     
    // 其他方法
}

一个线程可以有多个Handler,但是只能有一个Looper!


然后看我们最常用的sendMessage方法

public final boolean sendMessage(Message msg)  
 {  
     return sendMessageDelayed(msg, 0);  
 }  
public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {  
     Message msg = Message.obtain();  
     msg.what = what;  
     return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);  
 }  
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);  
   }  

最后调用了sendMessageAtTime,在此方法内部有直接获取MessageQueue然后调用了enqueueMessage方法

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

enqueueMessage中首先为msg.target赋值为this,也就是把当前的handler作为msg的target属性。最终会调用queue的enqueueMessage的方法,也就是说handler发出的消息,最终会保存到消息队列中去。
.
现在已经很清楚了Looper会调用prepare()和loop()方法,在当前执行的线程中保存一个Looper实例,这个实例会保存一个MessageQueue对象,然后当前线程进入一个无限循环中去,不断从MessageQueue中读取Handler发来的消息。然后再回调创建这个消息的handler中的dispathMessage方法:

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

方法中调用了handleMessage方法:

/** 
   * Subclasses must implement this to receive messages. 
   */  
  public void handleMessage(Message msg) {  
  }  

可以看到这是一个空方法,为什么呢,因为消息的最终回调是由我们控制的,我们在创建handler的时候都是复写handleMessage方法,然后根据msg.what进行消息处理。
.


那么在Activity中,我们并没有显示的调用Looper.prepare()和Looper.loop()方法,为啥Handler可以成功创建呢,这是因为在Activity的启动代码中,已经在当前UI线程调用了Looper.prepare()和Looper.loop()方法。

参考博客CodingMyWorld鸿洋_

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