Android 异步消息处理机制

1、概述

Android异步消息处理线程和Handler、Looper以及Message相关。

异步消息处理线程启动后会进入一个无限的循环体之中，每循环一次，从其内部的消息队列中取出一个消息，然后回调相应的消息处理函数，执行完成一个消息后则继续循环。若消息队列为空，线程则会阻塞等待。

Looper负责的就是创建一个MessageQueue，然后进入一个无限循环体不断从该MessageQueue中读取消息，而消息的创建者就是一个或多个Handler 。

2、源码分析

1、Looper

对于Looper主要有prepared()和loop()两个方法。

首先看prepare()方法：

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));
}

sThreadLocal是一个ThreadLocal对象，可以在一个线程中存储变量。可以看到‘sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed))’将一个Looper实例放入了ThreadLocal，并且前面几行判断了sThreadLocal是否为null，否则抛异常。

接着看Looper的构造方法：

private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
//创建了一个MessageQueue，消息队列
mThread = Thread.currentThread();
}

接着再看loop()方法：

public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
//返回sThreadLocal存储的Looper实例
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;
//拿到该looper实例中的mQueue（消息队列）

// Make sure the identity of this thread is that of the local process,
// and keep track of what that identity token actually is.
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();

//进入无限循环
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
//取出一条消息，如果没有消息则阻塞
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}

// This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
Printer logging = me.mLogging;
if (logging != null) {
logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
msg.callback + ": " + msg.what);
}

msg.target.dispatchMessage(msg);
//把消息交给msg的target的dispatchMessage方法去处理。Msg的target就是handler对象
if (logging != null) {
logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
}

// Make sure that during the course of dispatching the
// identity of the thread wasn't corrupted.
final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
if (ident != newIdent) {
Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"
+ Long.toHexString(ident) + " to 0x"
+ Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
+ msg.target.getClass().getName() + " "
+ msg.callback + " what=" + msg.what);
}

msg.recycleUnchecked();
//释放消息占用的资源
}
}

Looper的主要作用：

（1）与当前线程绑定，保证一个线程只会有一个Looper实例，同时一个Looper实例也只有一个MessageQueue。

（2）loop()方法，不断从MessageQueue中去取消息，交给消息的target属性的dispatchMessage去处理。

ok，异步消息处理线程已经有了消息队列（MessageQueue），也有了在无限循环体中取出消息的哥们，现在缺的就是发送消息的对象了，

2、Handler

使用Handler需要先初始化一个实例，比如用于更新UI线程，会在声明的时候直接初始化，或者在onCreate中初始化Handler实例。

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

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();
//Looper.myLooper()获取了当前线程保存的Looper实例
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
mQueue = mLooper.mQueue;
//获取了这个Looper实例中保存的MessageQueue（消息队列），这样就保证了handler的实例与我们Looper实例中MessageQueue关联上了。
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}

然后看我们最常用的sendMessage方法

public final boolean sendMessage(Message msg)
{
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}

和

public <
c3dd
span class="hljs-keyword">final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
Message msg = Message.obtain();
msg.what = what;
return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);
}

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) {
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);
}

最后调用了sendMessageAtTime，在此方法内部又直接获取MessageQueue然后调用了enqueueMessage方法：

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}

enqueueMessage中首先为meg.target赋值为this，【如果大家还记得Looper的loop方法会取出每个msg然后交给msg,target.dispatchMessage(msg)去处理消息】，也就是把当前的handler作为msg的target属性。最终会调用queue的enqueueMessage的方法，也就是说handler发出的消息，最终会保存到消息队列中去。

现在已经很清楚了Looper会调用prepare()和loop()方法，在当前执行的线程中保存一个Looper实例，这个实例会保存一个MessageQueue对象，然后当前线程进入一个无限循环中去，不断从MessageQueue中读取Handler发来的消息。然后再回调创建这个消息的handler中的dispathMessage方法

public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}

看handleMessage方法：

public void handleMessage(Message msg) {
}

发现是空的，为啥，因为消息的最终回调是由我们控制的，我们在创建handler的时候都是复写handleMessage方法，然后根据msg.what进行消息处理。

总结一下：

（1）首先Looper.prepare()在本线程中保存一个Looper实例，然后该实例中保存一个MessageQueue对象；因为Looper.prepare()在一个线程中只能调用一次，所以MessageQueue在一个线程中只会存在一个。

（2）Looper.loop()会让当前线程进入一个无限循环，不端从MessageQueue的实例中读取消息，然后回调msg.target.dispatchMessage(msg)方法。

（3）andler的构造方法，会首先得到当前线程中保存的Looper实例，进而与Looper实例中的MessageQueue想关联。

（4）Handler的sendMessage方法，会给msg的target赋值为handler自身，然后加入MessageQueue中。

（5）在构造Handler实例时，我们会重写handleMessage方法，也就是msg.target.dispatchMessage(msg)最终调用的方法。

那么在Activity中，我们并没有显示的调用Looper.prepare()和Looper.loop()方法，为啥Handler可以成功创建呢，这是因为在Activity的启动代码中，已经在当前UI线程调用了Looper.prepare()和Looper.loop()方法。

3、Handler post

Handler的post方法创建的线程和UI线程有什么关系？

mHandler.post(new Runnable()
{
@Override
public void run()
{
Log.e("TAG", Thread.currentThread().getName());
mTxt.setText("yoxi");
}
});

然后run方法中可以写更新UI的代码，其实这个Runnable并没有创建什么线程，而是发送了一条消息，下面看源码：

public final boolean post(Runnable r)
{
return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}

private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();
m.callback = r;
return m;
}

可以看到，在getPostMessage中，得到了一个Message对象，然后将我们创建的Runable对象作为callback属性，赋值给了此message.

注：产生一个Message对象，可以new ，也可以使用Message.obtain()方法；两者都可以，但是更建议使用obtain方法，因为Message内部维护了一个Message池用于Message的复用，避免使用new 重新分配内存。

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) {
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);
}

最终和handler.sendMessage一样，调用了sendMessageAtTime，然后调用了enqueueMessage方法，给msg.target赋值为handler，最终加入MessagQueue.

可以看到，这里msg的callback和target都有值，那么会执行哪个呢？

其实上面已经贴过代码，就是dispatchMessage方法：

public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}

4、最后

其实Handler不仅可以更新UI，你完全可以在一个子线程中去创建一个Handler，然后使用这个handler实例在任何其他线程中发送消息，最终处理消息的代码都会在你创建Handler实例的线程中运行。

new Thread()
{
private Handler handler;
public void run()
{

Looper.prepare();

handler = new Handler()
{
public void handleMessage(android.os.Message msg)
{
Log.e("TAG",Thread.currentThread().getName());
};
};

Android不仅给我们提供了异步消息处理机制让我们更好的完成UI的更新，其实也为我们提供了异步消息处理机制代码的参考~