Android的消息机制: Message/MessageQueue/Handler/Looper
概览
* Message：消息。消息里面可包含简单数据、Object和Bundle，还可以包含一个Runnable（实际上可看做回调）。
* MessageQueue：消息队列，供Looper线程消费消息。
* Looper：用于循环处理Message，一个Thread结合一个Looper来实现消息循环处理。Android App的主线程包含了Looper。
* Handler：负责向当前Looper线程发送Message，并实现如何处理消息的回调，回调可放到Callback接口的实现中，也可以放在传递进去的Runnable中的run中。
消息处理流程
1. MainThread（一个Looper Thread）正在运行，线程中有MessageQueue可交互，并循环处理MessageQueue中的Message。
2. 在MainThread中创建一个Handler，handler与当前线程Looper的MessageQueue绑定。
3. 通过handler.sendMessage(Message msg)向MessageQueue发送消息，等候执行；通过handler.post(Runnable r)向MessageQueue发送一个空消息，该空消息附加了Runnable，等候执行。
4. MainThread轮询MessageQueue的Message，抛给Message对应的Handler执行。
Message
* 最好通过Message.obtain()来创建Message对象，从消息池里创建Message更高效。
源码分析
public final class Message implements Parcelable
{
public int what; // 用户定义的标识码
public int arg1; // 用来存储简单的数据，这样可以不使用Object/Bundle来做消息。
public int arg2;
public Object obj; // 对象型数据。
public Messenger replyTo;
Bundle data; // 复杂型消息数据
// Message的最终处理分两种情况：
Handler target; // 1)通过Message的target（Handler）处理消息，具体是Handelr实现handleMessage()。
Runnable callback; // 2)通过空消息的callback（Runnable）处理消息，具体是丢弃Message，然后直接调用run()。
private static final Object sPoolSync = new Object(); // 消息池用到的锁
private static Message sPool ; // 从消息池中取出的可用的消息对象。每取一次，这里就放置一个可用的。
private static int sPoolSize = 0; // 当前可用的消息对象数量
private static final int MAX_POOL_SIZE = 50 ; // 池存放最大量
Message next; // 实现链表式消息池
// 从消息池中取一个可用的消息对象
public static Message obtain() {
synchronized (sPoolSync) {
if (sPool != null) {
Message m = sPool;
sPool = m.next;
m.next = null;
sPoolSize--;
return m;
}
}
return new Message();
}
// 从现有Message复制并返回
public static Message obtain(Message orig) {
Message m = obtain();
m.what = orig.what;
m.arg1 = orig.arg1;
m.arg2 = orig.arg2;
m.obj = orig.obj;
m.replyTo = orig.replyTo;
if (orig.data != null) {
m.data = new Bundle(orig.data);
}
m.target = orig.target;
m.callback = orig.callback;
return m;
}
// 发送消息
public void sendToTarget() {
target.sendMessage(this); // 调用的是 handler 的 sendMessage()
}
// 消息回收
public void recycle() {
clearForRecycle(); // 清除Message对象的所有信息
synchronized (sPoolSync) {
if(sPoolSize < MAX_POOL_SIZE){
next = sPool; // 下一个可用Message是当前sPool（可用）
sPool = this ; // 当前可用的Message为正在释放清除的Message对象
sPoolSize++; // 可用对象数量递增
}
}
}
}
MessageQueue
* holding the list of messages to be dispatched by a Looper。
* 不能直接向Looper的MessageQueue添加Message，需要通过Handler。
* 可通过 Looper.myQueue()获取到当前线程的MessageQueue。
Handler
* 创建一个Handler就会绑定到当前Thread/MessageQueue，之后，Handler可以向MessageQueue发送Message和Runnable，等候轮询执行。
* 发送一个Message：sendMessage(Message m)。
* 发送一个Runnable：post(Runnable r) 。
public class Handler
{
// 自定义的Handler必须实现该方法，用于处理消息
public void handleMessage(Message msg){}
// 或者指定一个实现了Callback接口的类
public interface Callback {
public boolean handleMessage(Message msg);
}
// 构造函数
// 默认情况下，handler会关联到当前Thread的Looper，如果没有Looper，抛异常
public Handler(Looper looper,Callback callback/*相当于指定了handleMessage()函数*/,boolean async){
mLooper=looper; mQueue=looper.mQueue; mCallback =callback;mAsynchronous = async;
}
public final Message obtainMessage(){ return Message.obtain(this); } // 直接调用的Message的obtain
// ---------------------------------------------------------------
// 发送消息到MessageQueue
// handler.sendXXX均调用此方法
public boolean sendMessageAtTime(Message msg,long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
return enqueueMessage(queue,msg,uptimeMillis);
}
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {msg.setAsynchronous(true);}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
// ---------------------------------------------------------------
// 发送Runnable到MessageQueue
// 原理是把Runnable附加到一个空消息的callback上，当执行消息时，如果发现有callback，则执行callback。
public final boolean post(Runnable r) {
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r),0);
}
private static getPostMessage(Runnable r,Object token) {
Message m = Message.obtain();
m.obj = token;
m.callback = r; // 指定Message的callback为r。通过sendMessage的消息没有callback，包含callback的Message将会被其callback执行。
return m;
}
// ---------------------------------------------------------------
// 处理消息
// 消息在Looper中是通过调用这个函数来实现处理消息的
public void dispatchMessage(Message msg) {
if(msg.callback!=null){ handleCallback(msg); } // 在Runnable中处理
else {
handleMessage(msg); // 调用Handler处理消息的函数
}
}
private static void handleCallback(Message message) {
message.callback.run(); //消息被丢弃，并且直接调用run()，而不是新开线程。
}
}// end handler()
Looper
* 默认线程并没有包含可以循环处理消息的功能，Looper类可以帮助线程实现消息循环。
public final class Looper
{
static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>(); // 线程本地变量，每个线程一个Looper。
final Message mQueue;
final Thread mThread;
private Looper(boolean quitAllowed){
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
// --------------------------------------------------------------------
// 准备。为当前线程创建一个Looper对象
static void prepare(boolean quitAllowed/*MessageQueue是否可退出*/) {
if(sThreadLocal.get()!=null){/*Exception，当前线程的Looper已存在，一个线程一个Looper*/}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}
// --------------------------------------------------------------------
// 开始循环
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();// 当前线程的Looper实例
final MessageQueue queue = me.mQueue;
for(;;){
Message msg = queue.next();
if(msg == null) { return;}
msg.target.dispatchMessage(msg); // 由Handler处理该消息
msg.recycle(); // 清理该消息，清空后返回消息池。
}//end for
}// end loop()
// --------------------------------------------------------------------
public void quit() { mQueue.quit(false); }
public boolean isIdling(){ return mQueue.isIdling();}
} // class end.
Demo
Demo#1 发送消息
class SomeActivity
{
@Override
public void onCreate(...){
testMessage();
}
void testMessage(){
MyHandler handler = new MyHandler();
// or
handler = new Handler(/*this.getMainLooper(),*/ new Handler.Callback(){ /*...*/ });
// 发送Message
Message m1 = new Message();
m.setTarget(h);
m.sendToTarget();
// 发送Runnable（内部其实是发送了一个Message+Runnable）
handler.post(new Runnable(){
@Override
public void run(){
// 在主线程中运行
}
});
}
class MyHandler extends Handler{
@Override
public void handleMessage(Message msg){ /*...*/ }
}
Demo#2 自定义Looper线程
public static void testLooper()
{
Thread tLooper = new Thread(new Runnable(){
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
MyHandler h = new MyHandler();
// 发送消息
h.sendEmptyMessage(0);
// 发送Runnable
h.post(new Runnable(){
@Override
public void run() {
Log.i("test","[in post runnable]threadid:"+Thread.currentThread().getId()); // tLooper线程ID
}});
Looper.loop(); // 一直循环。即使没有消息
}});
tLooper.start();
}
references
