android的消息处理机制（图+源码分析）——Looper,Handler,Message

今天转载一篇不错的文章，所谓好东西要分享


学习android的一大乐趣是可以通过源码学习google大牛们的设计思想。android源码中包含了大量的设计模式，除此以外，android sdk还精心为我们设计了各种helper类，对于和我一样渴望水平得到进阶的人来说，都太值得一读了。这不，前几天为了了解android的消息处理机制，我看了Looper，Handler，Message这几个类的源码，结果又一次被googler的设计震撼了，特与大家分享。

android的消息处理有三个核心类：Looper,Handler和Message。其实还有一个Message Queue（消息队列），但是MQ被封装到Looper里面了，我们不会直接与MQ打交道，因此我没将其作为核心类。下面一一介绍：
线程的魔法师 Looper
Looper的字面意思是“循环者”，它被设计用来使一个普通线程变成Looper线程。所谓Looper线程就是循环工作的线程。在程序开发中（尤其是GUI开发中），我们经常会需要一个线程不断循环，一旦有新任务则执行，执行完继续等待下一个任务，这就是Looper线程。使用Looper类创建Looper线程很简单：

?
代码片段，双击复制

通过上面两行核心代码，你的线程就升级为Looper线程了！！！是不是很神奇？让我们放慢镜头，看看这两行代码各自做了什么。
1)Looper.prepare()



通过上图可以看到，现在你的线程中有一个Looper对象，它的内部维护了一个消息队列MQ。注意，一个Thread只能有一个Looper对象，为什么呢？咱们来看源码。

?
代码片段，双击复制

通过源码，prepare()背后的工作方式一目了然，其核心就是将looper对象定义为ThreadLocal。如果你还不清楚什么是ThreadLocal，请参考《理解ThreadLocal》。
2）Looper.loop()



调用loop方法后，Looper线程就开始真正工作了，它不断从自己的MQ中取出队头的消息(也叫任务)执行。其源码分析如下：

代码片段，双击复制

除了prepare()和loop()方法，Looper类还提供了一些有用的方法，比如
Looper.myLooper()得到当前线程looper对象：



public
static final Looper myLooper() {

// 在任意线程调用Looper.myLooper()返回的都是那个线程的looper

return (Looper)sThreadLocal.get();

}

getThread()得到looper对象所属线程：



public Thread getThread() {

return mThread;

}

quit()方法结束looper循环：



public
void quit() {

// 创建一个空的message，它的target为NULL，表示结束循环消息

Message msg
= Message.obtain();

// 发出消息

mQueue.enqueueMessage(msg,
0);

}

到此为止，你应该对Looper有了基本的了解，总结几点：
1.每个线程有且最多只能有一个Looper对象，它是一个ThreadLocal
2.Looper内部有一个消息队列，loop()方法调用后线程开始不断从队列中取出消息执行
3.Looper使一个线程变成Looper线程。
那么，我们如何往MQ上添加消息呢？下面有请Handler！（掌声~~~）
异步处理大师 Handler
什么是handler？handler扮演了往MQ上添加消息和处理消息的角色（只处理由自己发出的消息），即通知MQ它要执行一个任务(sendMessage)，并在loop到自己的时候执行该任务(handleMessage)，整个过程是异步的。handler创建时会关联一个looper，默认的构造方法将关联当前线程的looper，不过这也是可以set的。默认的构造方法：

?
代码片段，双击复制

下面我们就可以为之前的LooperThread类加入Handler：

?
代码片段，双击复制

加入handler后的效果如下图：



可以看到，一个线程可以有多个Handler，但是只能有一个Looper！
Handler发送消息


有了handler之后，我们就可以使用
post(Runnable), postAtTime(Runnable, long),
postDelayed(Runnable, long),
sendEmptyMessage(int),sendMessage(Message),
sendMessageAtTime(Message, long)和
sendMessageDelayed(Message, long)这些方法向MQ上发送消息了。光看这些API你可能会觉得handler能发两种消息，一种是Runnable对象，一种是message对象，这是直观的理解，但其实post发出的Runnable对象最后都被封装成message对象了，见源码：

代码片段，双击复制

其他方法就不罗列了，总之通过handler发出的message有如下特点：
1.message.target为该handler对象，这确保了looper执行到该message时能找到处理它的handler，即loop()方法中的关键代码
msg.target.dispatchMessage(msg);

2.post发出的message，其callback为Runnable对象
Handler处理消息
说完了消息的发送，再来看下handler如何处理消息。消息的处理是通过核心方法dispatchMessage(Message
msg)与钩子方法handleMessage(Message msg)完成的，见源码

// 处理消息，该方法由looper调用

public void dispatchMessage(Message msg) {

if (msg.callback != null) {

// 如果message设置了callback，即runnable消息，处理callback！

handleCallback(msg);

} else {

// 如果handler本身设置了callback，则执行callback

if (mCallback != null) {

/* 这种方法允许让activity等来实现Handler.Callback接口，避免了自己编写handler重写handleMessage方法。见/article/6938741.html
*/

if (mCallback.handleMessage(msg)) {

return;

}

}

// 如果message没有callback，则调用handler的钩子方法handleMessage

handleMessage(msg);

}

}

// 处理runnable消息

private final void handleCallback(Message message) {

message.callback.run(); //直接调用run方法！

}

// 由子类实现的钩子方法

public void handleMessage(Message msg) {

}

可以看到，除了handleMessage(Message msg)和Runnable对象的run方法由开发者实现外（实现具体逻辑），handler的内部工作机制对开发者是透明的。这正是handler
API设计的精妙之处！
Handler的用处
我在小标题中将handler描述为“异步处理大师”，这归功于Handler拥有下面两个重要的特点：
1.handler可以在任意线程发送消息，这些消息会被添加到关联的MQ上。



2.handler是在它关联的looper线程中处理消息的。



这就解决了android最经典的不能在其他非主线程中更新UI的问题。android的主线程也是一个looper线程(looper在android中运用很广)，我们在其中创建的handler默认将关联主线程MQ。因此，利用handler的一个solution就是在activity中创建handler并将其引用传递给worker
thread，worker thread执行完任务后使用handler发送消息通知activity更新UI。(过程如图)



下面给出sample代码，仅供参考：

public class TestDriverActivity extends Activity {

private TextView textview;

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.main);

textview = (TextView) findViewById(R.id.textview);

// 创建并启动工作线程

Thread workerThread = new Thread(new SampleTask(new MyHandler()));

workerThread.start();

}

public void appendText(String msg) {

textview.setText(textview.getText() + "\n" + msg);

}

class MyHandler extends Handler {

@Override

public void handleMessage(Message msg) {

String result = msg.getData().getString("message");

// 更新UI

appendText(result);

}

}

}

public class SampleTask implements Runnable {

private static final String TAG = SampleTask.class.getSimpleName();

Handler handler;

public SampleTask(Handler handler) {

super();

this.handler = handler;

}

@Override

public void run() {

try { // 模拟执行某项任务，下载等

Thread.sleep(5000);

// 任务完成后通知activity更新UI

Message msg = prepareMessage("task completed!");

// message将被添加到主线程的MQ中

handler.sendMessage(msg);

} catch (InterruptedException e) {

Log.d(TAG, "interrupted!");

}

}

private Message prepareMessage(String str) {

Message result = handler.obtainMessage();

Bundle data = new Bundle();

data.putString("message", str);

result.setData(data);

return result;

}

}

当然，handler能做的远远不仅如此，由于它能post Runnable对象，它还能与Looper配合实现经典的Pipeline Thread(流水线线程)模式。请参考此文《Android
Guts: Intro to Loopers and Handlers》
封装任务 Message
在整个消息处理机制中，message又叫task，封装了任务携带的信息和处理该任务的handler。message的用法比较简单，这里不做总结了。但是有这么几点需要注意（待补充）：
1.尽管Message有public的默认构造方法，但是你应该通过Message.obtain()来从消息池中获得空消息对象，以节省资源。
2.如果你的message只需要携带简单的int信息，请优先使用Message.arg1和Message.arg2来传递信息，这比用Bundle更省内存
3.擅用message.what来标识信息，以便用不同方式处理message。