Android：异步处理之Handler、Looper、MessageQueue之间的恩怨（三）

前言

　　如果你在阅读本文之前，你不知道Handler在Android中为何物，我建议你先看看本系列的第一篇博文《Android：异步处理之Handler+Thread的应用（一）》；我们都知道在Android系统中不能在子线程中直接更新UI界面，所以我们一般借助Handler+Thread或者AsyncTask这两种方法来实现UI界面的更新。而Handler+Thread这方法其实就是子线程向UI主线程进行消息传递，通知UI主线程去更新界面的一套机制。因为有时候面试官比较喜欢和蔼可亲的考你Handler的这套机制，所以我们结合源代码深入的研究这套通讯机制是灰常有必要的，你想想如果能鄙视一下面试官，呵呵o(╯□╰)o。。

概述

　　谷歌的这套消息机制是参考windows设计的，姑爷微爷之间有啥专利官司咱也不关心。一般来说，线程都会通过Looper来建立自己的消息循环，并且锁定一个FIFO的消息队列MessageQueue，Handler通过Looper来实现Message（消息）在MessageQueue中的存取。每一个Hanlder在实例化的时候都会自动或者手动绑定一个Looper，间接向一个MessageQueue发送Message，所以Handler也封装了消息发送和接收的接口。

入门例子

　　看概述好闷的，琢磨文字不说，晦涩又难懂，记得住又成一个大问题。来不如来个例子瞧瞧比较实在，所以我在这里给大家写了一个向子线程发送消息并显示输出的例子，强调一下下哦，是向子线程哟。

 主要代码如下：

public class MainActivity extends ActionBarActivity {

    private Handler handler;
    private Button btn;
    
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        
        btn = (Button) findViewById(R.id.sendmsg);
        
        new HandlerThread().start();//启动子线程
        
        btn.setOnClickListener(new OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                handler.sendEmptyMessage(0);//向子线程发送消息
            }
        });
    }

    class HandlerThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            //开始建立消息循环
            Looper.prepare();//初始化Looper
            handler = new Handler(){//默认绑定本线程的Looper
                @Override
                public void handleMessage(Message msg) {
                    switch(msg.what){
                    case 0:
                        Toast.makeText(MainActivity.this, "子线程收到消息", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                    }
                }
            };
            Looper.loop();//启动消息循环
        }
    }
}

布局文件：

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical">

    <Button
        android:id="@+id/sendmsg" 
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="向子线程放炮！"
        />
    
</LinearLayout>

我们只需要点击按钮，发送成功。。。。。

我在里简单说一下消息发送的过程：

1、启动一个子线程，并在子线程初始化一个Looper。

2、在HandlerThread中实例化Handler,Handler自动绑定上当前线程的Looper。

3、重写Handler里面的消息处理方法。

4、执行Looper.loop()启动消息循环，子线程进入等待消息状态。

做个小研究

　　当然，由例子入手讲解才容易理解。我们就通过上面梳理好的消息发送流程，结合源代码来探究消息循环的建立、消息的分发和处理的原理。

1、Looper的初始化

我们进入Looper中查看源码：

public static void prepare() {
　　prepare(true);
}

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));
}

在我们调用Looper的prepare这个静态方法的时候，我们发现这个线程创建了一个Looper实例，并将其赋值给sThreadLocal这个线程的局部变量中，当然我们可以肯定这个sThreadLocal是当前的线程私有的，不信自己度娘去。我们接下来就要看Looper的构造方法。

private Looper(boolean quitAllowed) {
　　mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
　　mThread = Thread.currentThread();
}

相信大家的眼睛都是雪亮的吧？！在Looper()中，实例化了一个消息队列（MessageQueue）！并且如我们所愿的绑定到了mQueue这个局部变量上，在这里我们可以得出这么一个结论：调用Looper. prepare()的线程就建立起一个消息循环的对象，但是！并还没有开始展开消息循环这件大事件。

2、实例化Handler并绑定当前线程的Looper

我们可以看看Handler的源代码——Handler的构造方法

public Handler() {
　　this(null, false);
}

public Handler(Callback callback, boolean async) {
　　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());
　　　　}
　　}

　　mLooper = Looper.myLooper();
　　if (mLooper == null) {
　　　　throw new RuntimeException(
　　　　　　"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
　　}
　　mQueue = mLooper.mQueue;
　　mCallback = callback;
　　mAsynchronous = async;
}

在代码中我们通过handler = new Handler() 调用到了Handler(Callback callback, boolean async)这个方法；我们发现mLooper = Looper.myLooper()把线程中的Looper绑定到了Handler上，通过mQueue = mLooper.mQueue获取了线程的消息队列，我当然也可以换句话说：Handler已经绑定到了创建此Handler对象的线程的消息队列上了，所以咱们可以开始干坏事了。。。。

3、重写Handler的handleMessage()方法

public void handleMessage(Message msg) {}

没啥好说的，一个空方法而已，提供我们override的入口函数。

4、通过Looper.loop()启动消息循环

还是上面的思路，我们进入loop()里面看看，总会有收获的。。

public static void loop() {
　　final Looper me = myLooper();
　　if (me == null) {
　　　　throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
　　}
　　final MessageQueue queue = me.mQueue;

　　Binder.clearCallingIdentity();
　　final long ident = Binder.clearCallingIdentity();

　　for (;;) {
　　　　Message msg = queue.next(); // might block
　　　　if (msg == null) {
　　　　　　return;
　　　　}

　　　　Printer logging = me.mLogging;
　　　　if (logging != null) {
　　　　　　logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
　　　　　　　　msg.callback + ": " + msg.what);
　　　　}

　　　　msg.target.dispatchMessage(msg);

　　　　if (logging != null) {
　　　　　　logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
　　　　}

　　　　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);
　　　　　　}

　　　　msg.recycle();
　　}
}

　　在loop()的这个静态方法中，我们可以注意到for (;;)这个方法，这是死胡同死循环，所以我们将其称作为“消息循环”，说起来挺形象滴。在消息循环中会调用queue.next()来获取消息队列中排队等待处理的消息，并将其赋值到msg这个变量上；接下来就判断如果msg ！= null 就开始分发消息，也就是执行msg.target.dispatchMessage(msg)。在分发消息结束后，将会回收掉这个消息，体现在msg.recycle()这个函数上。

msg.target是一个handler对象，表示需要处理这个消息的handler对象，所以我们回到Handler看看dispatchMessage()这个方法了：

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

　　不知道大家有没有一眼发现handleMessage()这个方法，这可不是我们在第三步重写Handler中的方法么。真相大白，当 msg.callback != null 并且 mCallback != null 时将会调用 handleMessage(msg) 来处理其他线程发送来的消息，我们通过覆盖这个方法来实现我们具体的消息处理过程；这也就是Handler消息处理机制的全部内容。

做个小结吧

　　通读全文，我们可以知道消息循环机制的核心就是Looper，因为Looper持有了MessageQueue的对象，并且可以被一个线程设为该线程的一个局部变量，我们可以这么认为这个线程通过Looper拥有了一个消息队列。而Handler的用处就是封装了消息发送和消息处理的方法，在线程通信中，线程可以通过Handler发送消息给创建Handler的线程，通过Looper将消息放入进入消息接收线程的消息队列，等待Looper取出消息并在最后交给Handler处理具体消息。

再说一句

　　我们会发现在Activity中实例化一个Handler并不需要Looper.prepare()来初始化一个Looper和Looper.loop()来启动消息循环，因为Activity在构造过程中已经对Looper进行了初始化并且建立了消息循环，参见ActivityThread.java中的代码：

public final class ActivityThread {
    public static final void main(String[] args) {
        ......
        Looper.prepareMainLooper();
        ......
        ActivityThread thread = new ActivityThread();
        thread.attach(false);
        ......
        Looper.loop();
        ......
        thread.detach();
        ......
    }
}

　　Android应用程序进程在启动的时候，会在进程中加载ActivityThread类，并且执行这个类的main函数，应用程序的消息循环过程就是在这个main函数里面实现的；如果大家想要更深入了解的话，建议大家去研究下Activity的启动机制哈。

 

作者：enjoy风铃
出处：http://www.cnblogs.com/net168/
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