Android的Looper和Handler消息處理機制詳解

Message：消息，其中包含了消息ID，消息處理對象以及處理的數據等，由MessageQueue統一列隊，終由Handler處理。
Handler：處理者，負責Message的發送及處理。使用Handler時，須要實現handleMessage(Message msg)方法來對特定的Message進行處理，例如更新UI等。
MessageQueue：消息隊列，用來存放Handler發送過來的消息，並按照FIFO規則執行。固然，存放Message並不是實際意義的保存，而是將Message以鏈表的方式串聯起來的，等待Looper的抽取。
Looper：消息泵，不斷地從MessageQueue中抽取Message執行。所以，一個MessageQueue須要一個Looper。
Thread：線程，負責調度整個消息循環，即消息循環的執行場所。

Android系統的消息隊列和消息循環都是針對具體線程的，一個線程能夠存在（固然也能夠不存在）一個消息隊列和一個消 息循環（Looper），特定線程的消息只能分發給本線程，不能進行跨線程，跨進程通信。可是建立的工做線程默認是沒有消息循環和消息隊列的，若是想讓該 線程具備消息隊列和消息循環，須要在線程中首先調用Looper.prepare()來建立消息隊列，而後調用Looper.loop()進入消息循環。 以下例所示：

 

 LooperThread Thread {    Handler mHandler;     run() {     Looper.prepare();      mHandler = Handler() {        handleMessage(Message msg) {                }     };      Looper.loop();   } }

 

Message：消息，其中包含了消息ID，消息處理對象以及處理的數據等，由MessageQueue統一列隊，終由Handler處理。
Handler：處理者，負責Message的發送及處理。使用Handler時，須要實現handleMessage(Message msg)方法來對特定的Message進行處理，例如更新UI等。
MessageQueue：消息隊列，用來存放Handler發送過來的消息，並按照FIFO規則執行。固然，存放Message並不是實際意義的保存，而是將Message以鏈表的方式串聯起來的，等待Looper的抽取。
Looper：消息泵，不斷地從MessageQueue中抽取Message執行。所以，一個MessageQueue須要一個Looper。
Thread：線程，負責調度整個消息循環，即消息循環的執行場所。
Android系統的消息隊列和消息循環都是針對具體線程的，一個線程能夠存在（固然也能夠不存在）一個消息隊列和一個消 息循環（Looper），特定線程的消息只能分發給本線程，不能進行跨線程，跨進程通信。可是建立的工做線程默認是沒有消息循環和消息隊列的，若是想讓該 線程具備消息隊列和消息循環，須要在線程中首先調用Looper.prepare()來建立消息隊列，而後調用Looper.loop()進入消息循環。 以下例所示：



LooperThread Thread {
   Handler mHandler;

   run() {
    Looper.prepare();

    mHandler = Handler() {
       handleMessage(Message msg) {
       
      }
    };

    Looper.loop();
  }
}


//Looper類分析
//沒找到合適的分析代碼的辦法，只能這麼來了。每一個重要行的上面都會加上註釋
//功能方面的代碼會在代碼前加上一段分析
public class Looper {
 //static變量，判斷是否打印調試信息。
  private static final boolean DEBUG = false;
  private static final boolean localLOGV = DEBUG ? Config.LOGD : Config.LOGV;

  // sThreadLocal.get() will return null unless you've called prepare().
//線程本地存儲功能的封裝，TLS，thread local storage,什麼意思呢？由於存儲要麼在棧上，例如函數內定義的內部變量。要麼在堆上，例如new或者malloc出來的東西
//可是如今的系統好比Linux和windows都提供了線程本地存儲空間，也就是這個存儲空間是和線程相關的，一個線程內有一個內部存儲空間，這樣的話我把線程相關的東西就存儲到
//這個線程的TLS中，就不用放在堆上而進行同步操做了。
  private static final ThreadLocal sThreadLocal = new ThreadLocal();
//消息隊列，MessageQueue，看名字就知道是個queue..
  final MessageQueue mQueue;
  volatile boolean mRun;
//和本looper相關的那個線程，初始化爲null
  Thread mThread;
  private Printer mLogging = null;
//static變量，表明一個UI Process（也多是service吧，這裏默認就是UI）的主線程
  private static Looper mMainLooper = null;
 
  /** Initialize the current thread as a looper.
   * This gives you a chance to create handlers that then reference
   * this looper, before actually starting the loop. Be sure to call
   * { @link #loop()} after calling this method, and end it by calling
   * { @link #quit()}.
   */
//往TLS中設上這個Looper對象的，若是這個線程已經設過了ｌｏｏｐｅｒ的話就會報錯
//這說明，一個線程只能設一個looper
  public static final void prepare() {
    if (sThreadLocal.get() != null) {
      throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
    }
    sThreadLocal.set(new Looper());
  }
 
  /** Initialize the current thread as a looper, marking it as an application's main
  * looper. The main looper for your application is created by the Android environment,
  * so you should never need to call this function yourself.
  * { @link #prepare()}
  */
//由framework設置的UI程序的主消息循環，注意，這個主消息循環是不會主動退出的
//  
  public static final void prepareMainLooper() {
    prepare();
    setMainLooper(myLooper());
//判斷主消息循環是否能退出....
//經過quit函數向looper發出退出申請
    if (Process.supportsProcesses()) {
      myLooper().mQueue.mQuitAllowed = false;
    }
  }

  private synchronized static void setMainLooper(Looper looper) {
    mMainLooper = looper;
  }
 
  /** Returns the application's main looper, which lives in the main thread of the application.
  */
  public synchronized static final Looper getMainLooper() {
    return mMainLooper;
  }

  /**
  * Run the message queue in this thread. Be sure to call
  * { @link #quit()} to end the loop.
  */
//消息循環，整個程序就在這裏while了。
//這個是static函數喔！
  public static final void loop() {
    Looper me = myLooper();//從該線程中取出對應的looper對象
    MessageQueue queue = me.mQueue;//取消息隊列對象...
    while (true) {
      Message msg = queue.next(); // might block取消息隊列中的一個待處理消息..
      //if (!me.mRun) {//是否須要退出？mRun是個volatile變量，跨線程同步的，應該是有地方設置它。
      //  break;
      //}
      if (msg != null) {
        if (msg.target == null) {
          // No target is a magic identifier for the quit message.
          return;
        }
        if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
            ">>>>> Dispatching to " + msg.target + " "
            + msg.callback + ": " + msg.what
            );
        msg.target.dispatchMessage(msg);
        if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
            "<<<<< Finished to  " + msg.target + " "
            + msg.callback);
        msg.recycle();
      }
    }
  }

  /**
  * Return the Looper object associated with the current thread. Returns
  * null if the calling thread is not associated with a Looper.
 */
//返回和線程相關的looper
public static final Looper myLooper() {
  return (Looper)sThreadLocal.get();
}

/**
 * Control logging of messages as they are processed by this Looper. If
 * enabled, a log message will be written to printer
 * at the beginning and ending of each message dispatch, identifying the
 * target Handler and message contents.
 *
 * @param printer A Printer object that will receive log messages, or  * null to disable message logging.  */ //設置調試輸出對象，looper循環的時候會打印相關信息，用來調試用最好了。 public void setMessageLogging(Printer printer) {   mLogging = printer; } /**  * Return the {@link MessageQueue} object associated with the current  * thread. This must be called from a thread running a Looper, or a  * NullPointerException will be thrown.  */ public static final MessageQueue myQueue() {   return myLooper().mQueue; } //建立一個新的looper對象， //內部分配一個消息隊列，設置mRun爲true private Looper() {   mQueue = new MessageQueue();   mRun = true;   mThread = Thread.currentThread(); } public void quit() {   Message msg = Message.obtain();   // NOTE: By enqueueing directly into the message queue, the   // message is left with a null target. This is how we know it is   // a quit message.   mQueue.enqueueMessage(msg, 0); } /**  * Return the Thread associated with this Looper.  */ public Thread getThread() {   return mThread; } //後面就簡單了，打印，異常定義等。 public void dump(Printer pw, String prefix) {   pw.println(prefix + this);   pw.println(prefix + "mRun=" + mRun);   pw.println(prefix + "mThread=" + mThread);   pw.println(prefix + "mQueue=" + ((mQueue != null) ? mQueue : "(null"));   if (mQueue != null) {     synchronized (mQueue) {       Message msg = mQueue.mMessages;       int n = 0;       while (msg != null) {         pw.println(prefix + " Message " + n + ": " + msg);         n++;         msg = msg.next;       }       pw.println(prefix + "(Total messages: " + n + ")");     }   } } public String toString() {   return "Looper{"     + Integer.toHexString(System.identityHashCode(this))     + "}"; } static class HandlerException extends Exception {   HandlerException(Message message, Throwable cause) {     super(createMessage(cause), cause);   }   static String createMessage(Throwable cause) {     String causeMsg = cause.getMessage();     if (causeMsg == null) {       causeMsg = cause.toString();     }     return causeMsg;   } } } 那怎麼往這個消息隊列中發送消息呢？？調用looper的static函數myQueue能夠得到消息隊列，這樣你就可用本身往裏邊插入消息了。不過這種方法比較麻煩，這個時候handler類就發揮做用了。先來看看handler的代碼，就明白了。 class Handler{ .......... //handler默認構造函數 public Handler() { //這個if是幹嗎用的暫時還不明白，涉及到java的深層次的內容了應該     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());       }     } //獲取本線程的looper對象 //若是本線程尚未設置looper，這回拋異常     mLooper = Looper.myLooper();     if (mLooper == null) {       throw new RuntimeException(         "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");     } //無恥啊，直接把looper的queue和本身的queue搞成一個了 //這樣的話，我經過handler的封裝機制加消息的話，就至關於直接加到了looper的消息隊列中去了     mQueue = mLooper.mQueue;     mCallback = null;   } //還有好幾種構造函數，一個是帶callback的，一個是帶looper的 //由外部設置looper   public Handler(Looper looper) {     mLooper = looper;     mQueue = looper.mQueue;     mCallback = null;   } // 帶callback的，一個handler能夠設置一個callback。若是有callback的話， //凡是發到經過這個handler發送的消息，都有callback處理，至關於一個總的集中處理 //待會看dispatchMessage的時候再分析 public Handler(Looper looper, Callback callback) {     mLooper = looper;     mQueue = looper.mQueue;     mCallback = callback;   } // //經過handler發送消息 //調用了內部的一個sendMessageDelayed public final boolean sendMessage(Message msg)   {     return sendMessageDelayed(msg, 0);   } //FT，又封裝了一層，這回是調用sendMessageAtTime了 //由於延時時間是基於當前調用時間的，因此須要得到絕對時間傳遞給sendMessageAtTime 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)   {     boolean sent = false;     MessageQueue queue = mQueue;     if (queue != null) { //把消息的target設置爲本身，而後加入到消息隊列中 //對於隊列這種數據結構來講，操做比較簡單了       msg.target = this;       sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);     }     else {       RuntimeException e = new RuntimeException(         this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");       Log.w("Looper", e.getMessage(), e);     }     return sent;   } //還記得looper中的那個消息循環處理嗎 //從消息隊列中獲得一個消息後，會調用它的target的dispatchMesage函數 //message的target已經設置爲handler了，因此 //最後會轉到handler的msg處理上來 //這裏有個處理流程的問題 public void dispatchMessage(Message msg) { //若是msg自己設置了callback，則直接交給這個callback處理了     if (msg.callback != null) {       handleCallback(msg);     } else { //若是該handler的callback有的話，則交給這個callback處理了---至關於集中處理      if (mCallback != null) {         if (mCallback.handleMessage(msg)) {           return;         }      } //不然交給派生處理,基類默認處理是什麼都不幹       handleMessage(msg);     }   } .......... } 生成    Message msg = mHandler.obtainMessage();    msg.what = what;    msg.sendToTarget(); 發送    MessageQueue queue = mQueue;    if (queue != null) {      msg.target = this;      sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);    } 在Handler.java的sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)方法中，咱們看到，它找到它所引用的MessageQueue，而後將Message的target設定成本身（目的是爲了在處理消息環節，Message能找到正確的Handler），再將這個Message歸入到消息隊列中。 抽取    Looper me = myLooper();    MessageQueue queue = me.mQueue;    while (true) {      Message msg = queue.next(); // might block      if (msg != null) {        if (msg.target == null) {          // No target is a magic identifier for the quit message.          return;        }        msg.target.dispatchMessage(msg);        msg.recycle();      }    } 在Looper.java的loop()函數裏，咱們看到，這裏有一個死循環，不斷地從MessageQueue中獲取下一個（next方法）Message，而後經過Message中攜帶的target信息，交由正確的Handler處理（dispatchMessage方法）。 處理    if (msg.callback != null) {      handleCallback(msg);    } else {      if (mCallback != null) {        if (mCallback.handleMessage(msg)) {          return;        }      }      handleMessage(msg);    } 在Handler.java的dispatchMessage(Message msg)方法裏，其中的一個分支就是調用handleMessage方法來處理這條Message，而這也正是咱們在職責處描述使用Handler時須要實現handleMessage(Message msg)的緣由。 至於dispatchMessage方法中的另一個分支，我將會在後面的內容中說明。 至此，咱們看到，一個Message經由Handler的發送，MessageQueue的入隊，Looper的抽取，又再一次地回到Handler的懷抱。而繞的這一圈，也正好幫助咱們將同步操做變成了異步操做。 3）剩下的部分，咱們將討論一下Handler所處的線程及更新UI的方式。 在主線程（UI線程）裏，若是建立Handler時不傳入Looper對象，那麼將直接使用主線程（UI線程）的Looper對象（系統已經幫咱們建立了）；在其它線程裏，若是建立Handler時不傳入Looper對象，那麼，這個Handler將不能接收處理消息。在這種狀況下，通用的做法是：        class LooperThread extends Thread {                public Handler mHandler;                public void run() {                        Looper.prepare();                        mHandler = new Handler() {                                public void handleMessage(Message msg) {                                       // process incoming messages here                                }                        };                        Looper.loop();                }        } 在建立Handler以前，爲該線程準備好一個Looper（Looper.prepare），而後讓這個Looper跑起來（Looper.loop），抽取Message，這樣，Handler才能正常工做。 所以，Handler處理消息老是在建立Handler的線程裏運行。而咱們的消息處理中，不乏更新UI的操做，不正確的線程直接更新UI將引起異常。所以，須要時刻關心Handler在哪一個線程裏建立的。 如何更新UI才能不出異常呢？SDK告訴咱們，有如下4種方式能夠從其它線程訪問UI線程： ·      Activity.runOnUiThread(Runnable) ·      View.post(Runnable) ·      View.postDelayed(Runnable, long) ·      Handler 其中，重點說一下的是View.post(Runnable)方法。在post(Runnable action)方法裏，View得到當前線程（即UI線程）的Handler，而後將action對象post到Handler裏。在Handler裏，它將傳遞過來的action對象包裝成一個Message（Message的callback爲action），而後將其投入UI線程的消息循環中。在Handler再次處理該Message時，有一條分支（未解釋的那條）就是爲它所設，直接調用runnable的run方法。而此時，已經路由到UI線程裏，所以，咱們能夠毫無顧慮的來更新UI。 4） 幾點小結 ·      Handler的處理過程運行在建立Handler的線程裏 ·      一個Looper對應一個MessageQueue ·      一個線程對應一個Looper ·      一個Looper能夠對應多個Handler ·      不肯定當前線程時，更新UI時儘可能調用post方法