要點提煉|開發藝術之消息機制

Android的消息機制指的是Handler的運行機制，本篇將總結Handler機制的相關知識點：

• 消息機制概述
• 消息機制分析

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1.消息機制概述

a.做用：跨線程通訊。

b.經常使用場景：當子線程中進行耗時操做後須要更新UI時，經過Handler將有關UI的操做切換到主線程中執行。

系統不建議在子線程訪問UI的緣由：UI控件非線程安全，在多線程中併發訪問可能會致使UI控件處於不可預期的狀態。而不對UI控件的訪問加上鎖機制的緣由有：

• 上鎖會讓UI控件變得複雜和低效
• 上鎖後會阻塞某些進程的執行

c.四要素：

• Message（消息）：須要被傳遞的消息，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，最終由Handler處理。
• MessageQueue（消息隊列）：用來存放Handler發送過來的消息，內部經過單鏈表的數據結構來維護消息列表，等待Looper的抽取。
• Handler（處理者）：負責Message的發送及處理。
  • Handler.sendMessage()：向消息池發送各類消息事件。
  • Handler.handleMessage()：處理相應的消息事件。
• Looper（消息泵）：經過Looper.loop() 不斷地從MessageQueue中抽取Message，按分發機制將消息分發給目標處理者。

Thread（線程）：負責調度整個消息循環，即消息循環的執行場所。

存在關係：

• 一個Thread只能有一個Looper，能夠有多個Handler；
• Looper有一個MessageQueue，能夠處理來自多個Handler的Message；
• MessageQueue有一組待處理的Message，這些Message可來自不一樣的Handler；
• Message中記錄了負責發送和處理消息的Handler；
• Handler中有Looper和MessageQueue；

圖片來源：android的消息處理機制之Looper,Handler,Message

d.實現方法：

• 在主線程實例化一個全局的Handler對象；
• 在須要執行UI操做的子線程裏實例化一個Message並填充必要數據，調用Handler.sendMessage(Message msg)方法發送出去；
• 複寫handleMessage()方法，對不一樣Message執行相關操做；

實例：Service篇--異步消息處理機制

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2.消息機制分析

a.工做流程：

• Handler.sendMessage()發送消息時，會經過MessageQueue.enqueueMessage()向MessageQueue中添加一條消息；
• 經過Looper.loop()開啓循環後，不斷輪詢調用MessageQueue.next()；
• 調用目標Handler.dispatchMessage()去傳遞消息，目標Handler收到消息後調用Handler.handlerMessage()處理消息。

簡單來看，即Handler將Message發送到Looper的成員變量MessageQueue中，以後Looper不斷循環遍歷MessageQueue從中讀取Message，最終回調給Handler處理。如圖：

b.工做原理：

• (1)Looper的建立：先從應用程序的入口函數ActivityThread.main()看起，在這裏(主線程)系統自動建立了Looper，主要方法：

//主線程中不須要本身建立Looper
public static void main(String[] args) {
        ......
        Looper.prepareMainLooper();//爲主線程建立Looper，該方法內部又調用 Looper.prepare()
        ......
        Looper.loop();//開啓消息輪詢
        ......
        
    }
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注意：

• 子線程的Looper須要手動去建立，標準寫法是：

//子線程中須要本身建立一個Looper
new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                
                Looper.prepare();//爲子線程建立Looper               
                Looper.loop(); //開啓消息輪詢
            }
        }).start();
複製代碼

• 不管是主線程仍是子線程，Looper只能被建立一次，即一個Thread只有一個Looper。
• 所建立的Looper會保存在ThreadLocal（線程本地存儲區）中，它不是線程，做用是幫助Handler得到當前線程的Looper。更多講解見ThreadLocal詳解

• (2)MessageQueue的建立：在Looper的構造函數建立了一個MessageQueue：

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

• (3)Message輪詢及處理：有了Looper和MessageQueue以後經過Looper.loop()開啓消息輪詢：

public static void loop() {
        ......
        for (;;) {//死循環
            Message msg = queue.next(); //用於提取下一條信息，該方法裏一樣有個for(;;)死循環，當沒有可處理該Message的Handler時，會一直阻塞
            if (msg == null) {
                
                return;
            }
         ......   
         try {
                msg.target.dispatchMessage(msg);//若是從MessageQueue中拿到Message，由和它綁定的Handler(msg.target)將它發送到MessageQueue
                end = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
            } finally {
                if (traceTag != 0) {
                    Trace.traceEnd(traceTag);
                }
            }
         ......   
    }

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• 如今就剩建立Handler及Message發送了。(4)先看Handler的建立：有兩種形式的Handler：

//第一種:send方式的Handler建立
Handler handler = new Handler() {
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                //如UI操做
                
            }
        };

//第二種：post方式的Handler建立
Handler handler = new Handler();
複製代碼

注意：建立Handler實例以前必須先建立Looper實例，不然會拋RuntimeException。

• (5) Message的發送：

對於send方式的Handler：建立好一個Message後，調用Handler的如下幾種常見的方法來發送消息：

sendEmptyMessage();           //發送空消息
sendEmptyMessageAtTime();     //發送按照指定時間處理的空消息
sendEmptyMessageDelayed();    //發送延遲指定時間處理的空消息
sendMessage();                //發送一條消息
sendMessageAtTime();          //發送按照指定時間處理的消息
sendMessageDelayed();         //發送延遲指定時間處理的消息
sendMessageAtFrontOfQueue();  //將消息發送到消息隊頭
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對於post方式的Handler，可在子線程直接調用Handler的如下幾種常見方法，使得切換到主線程：

post(Runnable r)
postAtFrontOfQueue(Runnable r)
postAtTime(Runnable r, Object token, long uptimeMillis)
postAtTime(Runnable r, long uptimeMillis)
postDelayed(Runnable r, long delayMillis)

//例如，postDelayed()方法
handler.postDelayed(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        //如UI操做
                    }
                },300);

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經過以上各類Handler的發送方法，都會依次調用 Handler.sendMessageDelayed->Handler.sendMessageAtTime()->Handler.enqueueMessage() 最終將Message發送到MessageQueue。

至此從源碼已走過一遍流程。

推薦閱讀：深刻了解Android的消息機制(源碼)

最後，將Handler機制彙總到一張圖：

圖片來源：android的消息機制——Handler機制

如今，這裏有一些有關消息機制的Questions，考考本身吧！

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但願這篇文章對你有幫助~