Android中的消息隊列與消息循環：認識Handler、Looper
學習android到今天也將近3個月了，雖然各類界面各類組件一直在歡快的用着，但有一天突然發現，一些簡單的東西去不是很理解：好比Bundle和Handler。因而就抽空好好閱讀了下adk文檔。如今也算是理解一二了，技術須要分享，因而乎花了半天的時間整理了這篇文章。html
一、Bundle（打醬油的）
這應該是任何一個學習android的人建立的第一個hello world程序都會遇到的一個類，它是activity的oncreate的入參，但因爲作東西的時候不多會遇到它，也就一直沒在乎。java
這個類很簡單，先聽聽官方的解釋：「A mapping from String values to various Parcelable types.」android
Soga，原來就是一個String - Object的映射表，同時又是支持序列化的。windows
再看代碼：「final class Bundle implements Parcelable, Cloneable 」。實現了兩個接口，前者是序列化接口，後置是淺拷貝和深拷貝的接口，具體實現就再也不說了，這個不是重點。網絡
總之一句話，Bundle就是爲了實現數據傳輸而生的，好比activity之間。一般Bundle會附在intent裏面intent.putExtra()。app
好了，打住，進入下一個議題：消息循環！異步
二、Windows消息循環
作過客戶端的確定都會接觸到一個概念：UI線程。說白了，UI線程和普通工做線程的區別就在於消息循環。消息循環就是用來處理分發相關線程消息隊列中的消息，Android和Windows都是如此。做爲一名曾經的windows開發人員，研究的第一個點也是系統對UI的消息處理流程，否則幹活都沒底氣。ide
int _WinMain(args ...)
{
//WND definition ... ...
while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
{
TranslateMessage(&msg);
DispatchMessage(&msg);
}
}
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
switch(message)
{
... ...
}
}
上面就是通過簡化後的一個最基本的windows的建立窗口的過程。其中main函數裏面的while就是一個消息循環，來不斷從消息隊列裏面讀取消息並dispatch消息。dispatch的消息均會進入到消息處理回調函數WndProc中完成消息的處理。這個程序的main線程也就是一般說的UI線程。假如咱們另起一個線程包含了上面的while循環，則那個線程也照樣能夠建立窗口什麼的，那麼它也是一個UI線程。
函數
若是對win32的ui感興趣，能夠參考http://blog.csdn.net/cheneywong/article/details/8847810oop
上面說了這麼些的windows相關技術，其實就是想描述下窗口處理的基本原理，由於有些概念在windows上更易懂寫，這樣再看android的時候容易理解些。
三、Android的Looper
官方解釋：Class used to run a message loop for a thread. Threads by default do not have a message loop associated with them; to create one, call prepare() in the thread that is to run the loop, and then loop() to have it process messages until the loop is stopped.
很明白，looper就是一個用來處理消息的消息循環。默認的Thread也是不具備處理消息的能力，須要添加Looper來實現。說白了，android中的UI線程也就是帶有一個Looper的Thread，用戶全部的操做產生的消息均經過Looper來分發處理（這句沒有看代碼驗證，但應該也是八九不離十了）。
和上一節比較咱們發現好像少了一點東西 -- 消息處理回調函數WndProc。
「Most interaction with a message loop is through the Handler class.」
這句話也引出了Looper和Hanlder的關係了。一個消息循環分發消息，一個消息處理。以下一段實例代碼，演示了線程中添加消息循環並處理的過程：
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();
}
}
看了這段代碼，我就馬上產生了一個疑問，windows中的wndproc是須要註冊才能進入處理的，那上段代碼handler沒有註冊卻能接收並處理消息！！
四、Android的Handler
官方解釋：A Handler allows you to send and process Message and Runnable objects associated with a thread's MessageQueue. Each Handler instance is associated with a single thread and that thread's message queue. When you create a new Handler, it is bound to the thread / message queue of the thread that is creating it -- from that point on, it will deliver messages and runnables to that message queue and execute them as they come out of the message queue.
簡單翻譯：Handler容許你向線程的MessageQueue發送消息，同時還可以處理該消息隊列裏的Message和Runnable。每一個handler只能關聯一個線程，並在建立的時候和線程綁定。
原來建立Hanlder的時候，它會本身綁定到線程和消息隊列上，這就解釋了上一節的疑問了。
另外值得注意的一條規則：每一個Handler只會和一個Thread綁定，即建立它的Thread。後面會講到這條規則的用處。
這裏面又引入了兩個概念：Message和向消息隊列發送消息。
Message
消息體，查看源碼大體包含了以下幾個核心成員：
Bundle date ; // 消息體包含的數據
Handler target; // 消息對應的「target", 即由誰來處理
Runable callback; // 消息處理的回調
Message next; // 下一條消息
五、再看Looper
Looper的結構相對簡單，主要有如下兩個成員
{
final MessageQueue mQueue;
final Thread mThread;
}
經過成員變量，咱們能夠看出一個消息循環Looper均和一個Thread相關聯，同時還會附帶一個消息隊列MessageQueue。
另外，還有兩個靜態成員：
static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
該對象能夠理解成管理Thread和Looper的關係就行了。
private static Looper sMainLooper;
主線程的Looper。這樣，任何就能夠在任何線程獲取到主線程（UI線程）的消息循環體了，進而能夠向UI線程發送消息。
最後，咱們再看下以前代碼中出現的Looper.prepare()和Looper.loop()。這兩個函數均是靜態函數
prepare()
經過ThreadLocal建立Looper。
loop():
簡化後的僞代碼大體以下：
public static void loop() {
loop = getThisThreadLooper();
queue = loop.mQueue;
for(;;){
msg = queue.next();
// 分發消息
msg.target.dispatchMessage(msg);
msg.recycle();
}
}
原來loop函數也就是一個無線循環，不斷的從消息隊列裏面取出消息並交給Message中的目標Handler處理。好了，這就清晰了，消息循環原來如此簡單。
附加：prepareMainLooper
public static void prepareMainLooper() {
prepare(false);
synchronized (Looper.class) {
if (sMainLooper != null) {
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
}
sMainLooper = myLooper();
}
}
該函數顧名思義，就是來準備主線程（UI線程）的消息循環，代碼的註釋中也說明了：該函數是初始化application的主looper。該函數有android系統來調用，咱們不該該本身來調用，否則會拋出異常。
六、再看Handler
上一節中出現了一個函數Handler.dispatchMessage(Message). 下面咱們也會重點分析該函數的。
{
final MessageQueue mQueue;
final Looper mLooper;
final Callback mCallback;
}
Handler中的成員主要有上面3個，消息隊列、消息循環和回調Callback。
（1）初始化
獲取建立本身的線程的消息循環以及消息隊列：mLooper = Looper.myLooper();
另外用戶能夠爲Handler指定一個Callback 。
（2）Callback 接口和handleMessage成員方法
Handler內部定義了以下接口：
public interface Callback {
public boolean handleMessage(Message msg); // 返回值意思就是callback處理完以後是否還須要繼續處理，true就是已經處理過了，不須要再進一步處理
}
另外值得注意的是Handler本身還有一個成員函數
public void handleMessage(Message msg) {
}
擦，你這是要鬧哪樣！！
查看下代碼的註釋：
Callback：」Callback interface you can use when instantiating a Handler to avoid having to implement your own subclass of Handler.「
handleMessage成員函數：」Subclasses must implement this to receive messages.「
這樣就水落石出了：成員函數主要用在用戶本身繼承Handler實現時來處理message的，而Callback接口則是爲了用戶直接建立Handler時可以處理message用的，而沒必要經過子類實現。
（3）dispatchMessage
Message中有一個Runnable的Callback成員，如今Handler中也有一個Callback，另外Handler還有一個成員函數handleMessage(Message)，哇塞，暈掉了有木有，這三個必需要有一個執行次序。代碼以下：
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
msg.callback.run();
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
即優先級爲：1. 消息體中的Runnable； 2. 若是爲空則執行建立handler時指定的Callback；3. 若是沒指定或者返回值爲false的話就執行handler的handleMessage方法。
至此，android中線程的消息循環和消息隊列就說明的差很少了。
Handler的Send/Post Mesage
在SDK文檔中的描述Handler，其有兩大主要用處：其一，安排message和runnable在某一時間點執行；其二，向其餘線程的消息隊列中發送消息（好比UI主線程）。
其中第二項功能就是咱們一般用來在異步線程和UI線程打交道的方法了。這主要經過Handler提供的send和post系列方法完成。send對應message，post對應Runnable。
以下：
每一個方法的具體含義請自行查看SDK文檔。這裏仍是要解釋下post的實現：
public final boolean post(Runnable r)
{
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
public final boolean sendMessage(Message msg)
{
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}
public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue == null) {
// exception
return false;
}
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}
原來post也是將Runnable轉換成一個message（還記得Message有一個Runnable成員嗎），而後調用send的delay方法。最終的sendMessage也只是將消息壓入消息隊列中。
注意：這裏面的post和send含義和Windows應用程序的post和send的含義是不一樣的。
（1）線程內
上面的分析，咱們就能夠在線程內向handler發送自定義message或post一個runnable。
（2）線程間
以前咱們說過：一個Handler只能和建立它的線程綁定在一塊兒，這樣咱們就能夠在主線程建立一個Handler，而後再工做線程中向這個Handler 進行send 或post操做，這樣建立的message均會加入到UI線程的消息隊列中並被執行，這也就實現了UI線程和普通工做線程的通訊。以下一個代碼示例：
class MyActivity{
Handler handler;
... ...
void init(){
handler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
//處理消息:將網絡獲取的數據在UI上表現出來
... ...
}
};
}
void getDataFormNet(){
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//網絡操做
... ...
handler.sendMessage(new Message());
}
});
thread.start();
}
}
OVER了，學習時間不長，若有錯誤請指正~~
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