Android正在使用Handler实现信息发布机制（一）

上一篇文章，我们谈到了电话Handler的sendMessage方法，最后，我们将进入一个电话 sendMessageAtTime方法，例如下列：

public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue == null) {
RuntimeException e = new RuntimeException(
this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
return false;
}
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}

在这里。我们看到了MessageQueue和enqueueMessage等变量跟方法，我们能够想到，在Handler的实现的机制中，一定存在着一个消息队列。而它存放了我们创建的众多消息（Message）对象。

从这里，我们就会開始去探寻隐藏在 Handler对象后面的那一些我们想知道的实现机制了。

首先，我们还是从 Handler的创建開始说起，在上一篇文章，我们是通过 new Handler的方法来创建的，代码例如以下：

private Handler mHandler = new Handler() {

public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what) {
case MSG_ID_1:
Log.v("Test", "Toast called from Handler.sendMessage()");
break;
case MSG_ID_2:
String str = (String) msg.obj;
Log.v("Test", str);
break;
}

}
};

显然。我们要去看一下Handler的构造函数，例如以下：

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

public Handler(Callback callback) {
this(callback, false);
}

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

public Handler(Looper looper, Callback callback) {
this(looper, callback, false);
}

public Handler(boolean async) {
this(null, async);
}

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;
}

public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async) {
mLooper = looper;
mQueue = looper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}

我们能够看到。真正实现的构造函数。事实上仅仅有以下两个。例如以下：

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

public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async) {
...
}

这两个的区别就在于是否有參数Looper。而Looper是一个线程相关的对象。

何谓线程相关的变量？就是线程间不能共享的对象，仅仅在本线程内有作用的对象。

那么Looper对象的作用是什么？

从我个人的理解，Looper类就是对MessageQueue的封装。它主要做的是两件事：

1）构造Looper对象，初始化MessageQueue。我们能够从其构造函数看到：

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

显然。MessageQueue正是在创建Looper的时候初始化的。

我们还注意到。这个构造函数是private的。而它则是被Looper.prepare方法调用的，例如以下：

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));
}

能够看到，Loop对象被创建之后，会被放到ThreadLocal变量中，而ThreadLocal正是线程局部变量，这说明了关于Looper的一个特性：

每个线程中都仅仅能有一个Looper对象。

2）调用loop()方法。循环处理消息。详细代码例如以下：

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;

....

for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}

...

msg.target.dispatchMessage(msg);

....

msg.recycle();
}
}

从上面的代码中。我们能够看到，在一个无限循环中，会从MessageQueue中获得消息，然后通过msg.target.dispatchMessage(msg)方法调用。处理消息。最后将消息进行回收。

在这里。我们先不关心dispatchMessage方法。我们先跑一下题。看一下recycle方法里面做了什么事吧，例如以下：

private static Message sPool;
private static int sPoolSize = 0;

private static final int MAX_POOL_SIZE = 50;

/**
* Return a new Message instance from the global pool. Allows us to
* avoid allocating new objects in many cases.
*/
public static Message obtain() {
synchronized (sPoolSync) {
if (sPool != null) {
Message m = sPool;
sPool = m.next;
m.next = null;
sPoolSize--;
return m;
}
}
return new Message();
}

public void recycle() {
clearForRecycle();

synchronized (sPoolSync) {
if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) {
next = sPool;
sPool = this;
sPoolSize++;
}
}
}

从上面的代码中。我们能够看到，Message对象本身有一个next的字段指向另外一个Message，也就是说，能够通过链表的方式将众多的Message给串起来，变成一个链表的消息池sPool。

而在这里，当调用recycle方法，就会将当前Message对象，先clearForRecycle之后。再加入到 sPool的头部中。而当我们通过Message的obtain方法的时候，我们事实上也是从sPool中拿 出一个空的Message对象。

相信看到这里，大家就了解了上一篇文章中我说。为什么建议大家使用Message.obtain方法去获取消息对象了吧。

接下来，我们再回到正题上。

从上面关于Handler的创建和关于Looper的描写叙述中，我们能够得出这样一个结论：

在每个线程中，假设我们要创建Handler，那么此线程中就必须有一个Looper对象，而这个Looper对象中又封装了一个MessageQueue对象来对Message进行管理。

所以，假设我们要在一个新线程中使用handler的话，我们就必须通过调用Loop.prepare()方法，为此线程创建一个Looper对象。官方给出的代码例如以下：

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();
}
}

当然，仅仅有理论当然是不行的。我们还是得通过一个样例来看一下详细的效果，例如以下：

public class MainActivity extends ActionBarActivity {

private static final int MSG_ID_1 = 1;
private static final int MSG_ID_2 = 2;

class LooperThread extends Thread {
public Handler mHandler;

public void run() {
Looper.prepare();

mHandler = new Handler() {
public void handleMessage(Message msg) {
Log.v("Test", "Id of LooperThread : " + Thread.currentThread().getId());
switch (msg.what) {
case MSG_ID_1:
Log.v("Test", "Toast called from Handler.sendMessage()");
break;
case MSG_ID_2:
String str = (String) msg.obj;
Log.v("Test", str);
break;
}
}
};
Looper.loop();
}
}

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);

Log.v("Test", "Id of MainThread : " + Thread.currentThread().getId());

LooperThread looperThread = new LooperThread();
looperThread.start();

while(looperThread.mHandler == null){
}

Message message = Message.obtain();
message.what = MSG_ID_1;
looperThread.mHandler.sendMessage(message);

Message msg2 = Message.obtain();
msg2.obj = "I'm String from Message 2";
msg2.what = MSG_ID_2;
looperThread.mHandler.sendMessage(msg2);

}
}

相应的结果例如以下：

10-27 16:48:44.519: V/Test(20837): Id of MainThread : 1
10-27 16:48:44.529: V/Test(20837): Id of LooperThread : 68421
10-27 16:48:44.529: V/Test(20837): Toast called from Handler.sendMessage()
10-27 16:48:44.529: V/Test(20837): Id of LooperThread : 68421
10-27 16:48:44.529: V/Test(20837): I'm String from Message 2

那事实上在这里有一个问题，为什么我们寻常能够直接去创建Handler对象，而不须要去调用UI线程的Looper.prepare和loop等方法它？

当然，这当然是需要。这个步骤是仅Android系统帮我们做，所以默认主线程不再需要做这些初始化。

好，本文，我们了解到一个线程，Looper，Handler, MessageQueue 和 Message 等之间的一些相关，但主要用于Looper知识对象。

结束。