Android之消息机制Handler,Looper,Message解析
PS:由于感冒原因，本篇写的有点没有主干，大家凑合看吧。。
学习内容：
1.MessageQueue,Looper,MessageQueue的作用.
2.子线程向主线程中发送消息
3.主线程向子线程中发送消息
异步消息处理机制是Android提供给我们异步更新UI的一种很好的方式，线程之间以Handler作为桥梁，使得Message可以在线程间进行传递，从而实现异步的一种方式。
1.MessageQueue
MessageQueue顾名思义，指的就是消息队列，说这个之前我们首先需要知道什么是Message，比如说我们在UI界面时点击一个按钮，或者是接收到了一条广播，其实都算是一条Message，这些事件都被封装成一条Message被添加到了MessageQueue队列当中，因为我们知道一个线程在一段时间只能对一种操作进行相关的处理，因此这些消息的处理就要有先后顺序，因此采用MessageQueue来管理，也就是消息队列。消息队列其实就是一堆需要处理的Message而形成的传送带。一旦有消息发送进来,那么直接执行enqueueMessage()方法。也就是将消息压入到队列当中，一旦线程空闲下来，那么直接从MessageQueue中取出消息，使得消息出队。
2.Looper
Looper的主要作用是与当前线程形成一种绑定的关系，同时创建一个MessageQueue，这样保证一个线程只能持有一个Looper和MessageQueue同时Looper使得MessageQueue循环起来，就好比水车和水一样，MessageQueue好比水车，当他有了Looper的时候，那么水车会随着水去转动也就是说Looper为MessageQueue提供了活力，使其循环起来，循环的动力往往就少不了Thread。一般而言子线程一般是没有MessageQueue，因此为了使线程和消息队列能够关联那么就需要有Looper来完成了，因此我们可以这样去实现
class ChildRunnable implements Runnable{ @Override public void run() { Looper.prepare(); handler = new Handler(){ @Override public void handleMessage(Message msg) { Log.e("TAG",msg.obj+""); } }; Log.e("TAG_2",Looper.myLooper().toString()); Looper.loop(); } }
这里调用了Looper的prepare()和loop()方法。
public static final void prepare() { if (sThreadLocal.get() != null) { throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread"); } sThreadLocal.set(new Looper(true)); }
方法比较的简单，我们可以看到prepare()方法首先判断了sThreadLocal中持有的线程引用是否为空，如果不为空，那么直接就会抛异常，这也就说明了Looper.prepare()在一个线程中只允许调用一次，这样也同样为一个线程对应一个Looper做了保障。当Looper.prepare()执行完毕之后Looper才可以执行loop()方法。
public static void loop() { /** * 获取当前线程绑定的Looper */ final Looper me = myLooper(); if (me == null) { throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread."); } /** * 当前线程的MessageQueue */ final MessageQueue queue = me.mQueue; // Make sure the identity of this thread is that of the local process, // and keep track of what that identity token actually is. Binder.clearCallingIdentity(); final long ident = Binder.clearCallingIdentity(); /** * 死循环,循环从MessageQueue取出消息. */ for (;;) { /** * 从Queue中取出一条消息 */ Message msg = queue.next(); // might block if (msg == null) { // No message indicates that the message queue is quitting. return; } // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger Printer logging = me.mLogging; if (logging != null) { logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " + msg.callback + ": " + msg.what); } /** * 将消息分发出去 */ msg.target.dispatchMessage(msg); if (logging != null) { logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback); } // Make sure that during the course of dispatching the // identity of the thread wasn't corrupted. final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity(); if (ident != newIdent) { Log.wtf(TAG, "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); } /** * 将消息回收 */ msg.recycle(); } }
这里我们可以看到loop()是通过几个流程使得MessageQueue循环起来的，首先通过静态方法获取当前线程对应的Looper，然后获取由Looper创建的MessageQueue,然后进入死循环，阻塞式的从MessageQueue中取出消息，获取到消息之后将消息分发出去，否则进入等待状态，等待新的消息到来。这就是Looper使MessageQueue循环起来的方式。
那么我们现在MessageQueue消息队列已经存在了，Looper以线程为动力使得MessageQueue循环了起来，那么消息的发送和处理由谁来完成呢显而易见这就是Handler的作用了.
3.Handler
Handler的出现使得消息可以被发送和接收，Handler的构造方法有多个。
public Handler() { } public Handler(Handler.Callback callback) { } public Handler(Looper looper) { } public Handler(Looper looper, Handler.Callback callback) { }
这是Handler的四个构造方法，1和2都没有传递Looper，那么Handler通过调用Looper.myLooper()方法将Handler与Looper和MessageQueue形成绑定关系，而3和4直接传递Looper，那么Handler将直接将传递进来的Looper对象进行保存，直接和传递的Looper以及相关的MessageQueue形成绑定关系。同时这四个构造方法还有不同点，就是是否传递Callback回调接口对应的参数。
public interface Callback { public boolean handleMessage(Message msg); }
实现Callback接口是实现处理Message的一种方式，而另一种方式则不传递Callback回调接口，而是直接实现Handler中handleMessage方法，也就是说我们可以通过这两种方式实现Handler对消息的处理。这样三者就形成了绑定关系，然后我们来看看Handler的sendMessage等方法.其实无论是调用了哪种方法，sendMessage(),sendMessageDelayed()等等，最后都会调用sendMessageAtTime()方法。这里需要先说一下post方法和sendMessage方法。一般我们使用Handler发送消息的时候也会这样去写。
handler.post(new Runnable() { @Override public void run() { /** * 相关操作 * */ } });
这样发送消息也是可以的，post执行过程是这样的。
public final boolean post(Runnable r) { return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0); } private static Message getPostMessage(Runnable r) { Message m = Message.obtain(); m.callback = r; return m; }
post方法也是发送了一条消息，runnable则作为callback参数作为回调,用于后续处理消息。这里也调用了sendMessageDelayed()方法，最后还是会调用sendMessageAtTime()方法，因此可以看出，无论是send还是post，最后都会调用sendMessageAtTime()方法。
public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) { MessageQueue queue = mQueue; return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis); }
sendMessageAtTime()是最终调用的方法，他通过调用enqueueMessage将消息加入到消息队列当中。
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) { //注意下面这行代码 msg.target = this; if (mAsynchronous) { msg.setAsynchronous(true); } //注意下面这行代码 return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis); }
enqueueMessage方法比较的简单，这里讲msg.target = this，将msg的target赋值为当前的handler，然后调用queue.enqueueMessage()方法将消息加入到消息队列当中。那么SendMessage之后，Looper就通过loop()方法不断的从MessageQueue取出消息，然后通过dispatchMessage()方法将消息分发给Handler，交给Handler去处理相关的Message.
public void dispatchMessage(Message msg) { if (msg.callback != null) { handleCallback(msg); } else { if (mCallback != null) { if (mCallback.handleMessage(msg)) { return; } } handleMessage(msg); } }
这样我们就可以直接去处理相关的消息了，这个方法做了一些判断，也就是判断是否传递了callback属性，如果msg.callback不为空，那么则表示是post发送过来的消息，在处理的时候就需要调用handleCallback(msg)方法，然后我们会继续判断Handler的Callback是否为空，也就是我们在new Handler(Handler.Callback)方法去创建Handler的时候的判断，如果不为空，那么执行我们Callback中实现的handleMessage()方法，如果为空，那么就直接执行Handler中的handleMessage()方法。总体的流程就是这样。在其他的牛人博客中，看到了一幅特别形象的流程图。在这里贴出来。
在现实生活的生产生活中，存在着各种各样的传送带，传送带上面洒满了各种货物，传送带在发动机滚轮的带动下一直在向前滚动，不断有新的货物放置在传送带的一端，货物在传送带的带动下送到另一端进行收集处理。
我们可以把传送带上的货物看做是一个个的Message，而承载这些货物的传送带就是装载Message的消息队列MessageQueue。传送带是靠发送机滚轮带动起来转动的，我们可以把发送机滚轮看做是Looper，而发动机的转动是需要电源的，我们可以把电源看做是线程Thread，所有的消息循环的一切操作都是基于某个线程的。一切准备就绪，我们只需要按下电源开关发动机就会转动起来，这个开关就是Looper的loop方法，当我们按下开关的时候，我们就相当于执行了Looper的loop方法，此时Looper就会驱动着消息队列循环起来。
那Hanlder在传送带模型中相当于什么呢？我们可以将Handler看做是放入货物以及取走货物的管道：货物从一端顺着管道划入传送带，货物又从另一端顺着管道划出传送带。我们在传送带的一端放入货物的操作就相当于我们调用了Handler的sendMessageXXX、sendEmptyMessageXXX或postXXX方法，这就把Message对象放入到了消息队列MessageQueue中了。当货物从传送带的另一端顺着管道划出时，我们就相当于调用了Hanlder的dispatchMessage方法，在该方法中我们完成对Message的处理。
2.子线程向主线程发送消息
子线程向主线程发送消息，平时还是很常用的，比如说子线程完成了一个耗时的操作，需要主线程去更新UI，那么这个时候就需要子线程向主线程中发送相关的消息。用起来也比较的简单。
private Handler handler = new Handler(){ //主线程做处理. @Override public void handleMessage(Message msg) { String data = (String) msg.obj; textView.setText("从子线程发送过来的消息"+data); childRunnable = null; } }; class ChildRunnable implements Runnable { //子线程发送相关消息 @Override public void run() { Message message = Message.obtain(); message.obj = "ChildToMain"; handler.sendMessage(message); } }
3.主线程将消息发送给子线程
我们经常将消息从子线程发送给主线程，其实主线程也是可以发消息给子线程的。在默认情况下子线程是没有Looper和MessageQueue的，因此我们需要为子线程创建一个Looper然后与子线程的Handler形成绑定关系。
@Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_handler_main_to_child); Log.e("TAG_0",Looper.getMainLooper().toString()); button = (Button) findViewById(R.id.button); button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View view) { Message message = Message.obtain(); message.obj = "MainToChild"; handler.sendMessage(message); } }); new Thread(new ChildRunnable()).start(); } class ChildRunnable implements Runnable{ @Override public void run() { Looper.prepare(); handler = new Handler(){ @Override public void handleMessage(Message msg) { Log.e("TAG",msg.obj+""); } }; Log.e("TAG_2",Looper.myLooper().toString()); Looper.loop(); } }
这里设置了一个按钮的监听事件来控制主线程向子线程发送消息，或者我们先让主线程休眠，先让子线程初始化完毕之后，主线程再向子线程发送消息，如果直接发送的话，很有可能在Handler还没有初始化完毕后就导致消息发送，这样就会出现Handler为null从而导致NullPointerExpection发生。因此在这里进行了简单的控制，这里我们可以看到，如果子线程想拥有自己的Looper和MessageQueue首先需要执行Looper.prepare()和Looper.loop()方法。才能为子线程的Handler绑定上Looper和MessageQueue。有人可能会问道，为什么主线程直接发送消息就可以，而不需要调用这两个方法，这是因为Activity在onCreate的时候已经执行了这些方法，因此我们可以直接发消息给主线程。
因此当我们在使用Handler Message Looper实现异步消息机制的时候，如果想实现多级通信，那么就需要弄明白当前的Looper MessageQueue绑定的是哪个Handler。Looper，MessageQueue在一个线程中只有唯一一个，但是Handler可以是多个的，我们只需要控制这个绑定关系是实现多级通信的关键。
最后贴一个简单的源代码：Demo下载
