Handler源码分析
Handler
引言
Handler是为了解决非UI线程中UI更新的问题，这里会产生一个疑问。为啥要在UI线程中更新，一般都知道会产生卡顿问题。
基本概念
上张官方关系类图，压压惊：
可以看到他有四个子类，前面两个是与异步数据库操作相关的(contentProvider)，后面两个是与网络请求(一个是处理http授权，另一个是处理SSL错误请求)
MessageQueue与Message，Looper，Handler
Handler作为入口
Handler 主要功能是发送消息和处理接受消息。一般常用的 handler.sendEmptyMessage(int what) 和 sendMessage(Message msg) 方法，下面就从 sendEmptyMessage(int what) 方法看看它是怎么运作的？
sendEmptyMessage 内部调用关系如下:
sendEmptyMessage => sendEmptyMessageDelayed => sendMessageDelayed => enqueueMessage
public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
//构造新的消息 使用sPool全局池保存回收的消息链表进行空消息缓存
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);
}
...
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
疑问：
- obtain(奥普摊)方法是如何构造消息的？看了后发现recycle与之相关的。
- 这里发现产生的
uptimeMillis没有被用到，那他是用来干什么的？(uptimeMillis是开机到现在的毫秒数，内部实现是一个native方法 ) - 设置
msg.setAsynchronous怎么使用其值？
obtain方法如何构造消息的以及recycle方法的作用
看了obtain方法后发现，sPool默认是static，所以属于Message类，共享的，没有初始化，那它什么时候进行赋值。答案就在recycle方法,顾名思义其实作用相当于回收那些没用的消息，那这个是怎么工作的?
...
//recycle内部调用的recycleUnchecked函数
void recycleUnchecked() {
// Mark the message as in use while it remains in the recycled object pool.
// Clear out all other details.
flags = FLAG_IN_USE;
what = 0;
arg1 = 0;
arg2 = 0;
obj = null;
replyTo = null;
sendingUid = -1;
when = 0;
target = null;
callback = null;
data = null;
//关键代码，其实可以回收的话相当于把消息放到单链表的表头
synchronized (sPoolSync) {
if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) {
next = sPool;
sPool = this;
sPoolSize++;
}
}
}
可以自己纸上画下，下面看图说话：
private static final Object sPoolSync = new Object();
private static Message sPool;
private static int sPoolSize = 0;
private static final int MAX_POOL_SIZE = 50;
...
public static Message obtain() {
synchronized (sPoolSync) {
if (sPool != null) {
Message m = sPool;
sPool = m.next;
m.next = null;
m.flags = 0; // clear in-use flag
sPoolSize--;
return m;
}
}
return new Message();
}
直接上图：
- 总结来说，其实生成新消息是取用了类似单链表的全局池，有个前提条件是已经有消息调用recycle方法，不然生成的消息都是new出来的。
MessageQueue 干了啥
概括：MessageQueue中使用一个单链表来维护消息队列。通过Looper对象分发消息，但是不能直接把Message入队，需要通过Looper关联的Handler来发送消息。
关键看两个方法：enqueueMessage 与 next(后续分析) 方法，前面一个是消息入队，后面一个是消息出队。
先来看看 enqueueMessage 方法，首先它有两个参数：消息--msg 和触发时间--when，简单来说，如果p为空的话直接赋值 mMessages = msg,如果p不为空的话则需要根据触发时间--when插入到链表合适的位置。
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
...
synchronized (this) {
...
//消息被标记使用
msg.markInUse();
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
// New head, wake up the event queue if blocked.
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
...
//关键代码
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;
}
- 先看下新消息需要放到队头的情况：p == null || when == 0 || when < p.when。即队列为空，或者新消息需要立即处理，或者新消息处理的事件比队头消息更早被处理。这时只要让新消息的next指向当前队头，让mMessages指向新消息即可完成插入操作。
- 除了上面情况之外，需要遍历链表并比较when的值，由于这个链表根据when时间从小到大的，只要找到第一个链表节点的when比插入消息的when大或者没找到，跳出循环，并插入链表。
Looper类
prepare()
Looper的构造函数修饰符是private的，那么他是在哪里被实例化？通过搜索，发现 prepare() 和 prepareMainLooper()两个方法。
prepare()方法官方说明；
作为looper初始化当前线程。提供一个机会来创建handler并使用looper。在使用之前，请在此方法之后调用loop()，并在结束时调用quit()
prepareMainLooper()方法官方说明；
作为looper初始化当前线程，并标记其为application主线程的looper。在application主线程中的looper被Android系统创建，因此开发者请永远不要手动调用这个方法。
public static void prepareMainLooper() {
prepare(false);
synchronized (Looper.class) {
if (sMainLooper != null) {
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
}
sMainLooper = myLooper();
}
}
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}
看上面的prepareMainLooper()代码，发现做了两个事: prepare(false) 和 myLooper()。
prepare(false)方法中的sThreadLocal字段的类型是ThreadLocal,用来干什么呢？实现一个线程本地存储，一个让每个线程都有拥有value的变量。另外，可以看看构造函数Looper干了些什么事情？
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
-
对于
myLooper()来说，prepare()中提到了会将looper放到线程存储ThreadLocal中，此处只需要从中取出并返回即可，因此代码只有一行return sThreadLocal.get(); -
疑问
在activity当中实例的Handler,我们并没有调用loop方法？
查看prepareMainLooper()调用者可以看到，在SystemServer.run()与ActivityThread.main()中都在调用Looper.prepareMainLooper()后不远就调用了Looper.loop()。而这两处可以推断一个是系统应用的主线程，一个是用户应用的主线程，而后面这个就是答案。
loop()
- loop主要是通过死循环来重复做某件事的方法。
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
final MessageQueue queue = me.mQueue;
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
return;
}
msg.target.dispatchMessage(msg);
msg.recycleUnchecked();
}
}
这里就一目了然了：一个死循环，不断从队列中取消息并分发，如果取到null就说明消息队列已经退出或被释放，此时loop终止。msg.target.dispatchMessage(msg)中target便是在发送消息的handler对象，dispatchMessage()便是对消息的处理了。
总结
- 上面几个基本概念的关系如下图：
