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

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

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：

public class LooperThread extends Thread {
@Override
public void run() {
// 将当前线程初始化为Looper线程
Looper.prepare();

// ...其他处理，如实例化handler

// 开始循环处理消息队列
Looper.loop();
}
}

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。public class Looper {// 每个线程中的Looper对象其实是一个ThreadLocal，即线程本地存储(TLS)对象private static final ThreadLocal sThreadLocal = new ThreadLocal();// Looper内的消息队列final MessageQueue mQueue;// 当前线程Thread mThread;// 。。。其他属性// 每个Looper对象中有它的消息队列，和它所属的线程private Looper() {mQueue = new MessageQueue();mRun = true;mThread = Thread.currentThread();}// 我们调用该方法会在调用线程的TLS中创建Looper对象public static final void prepare() {if (sThreadLocal.get() != null) {// 试图在有Looper的线程中再次创建Looper将抛出异常throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");}sThreadLocal.set(new Looper());}// 其他方法}

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：

public static final void loop() {
Looper me = myLooper();  //得到当前线程Looper
MessageQueue queue = me.mQueue;  //得到当前looper的MQ

// 这两行没看懂= = 不过不影响理解
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
// 开始循环
while (true) {
Message msg = queue.next(); // 取出message
if (msg != null) {
if (msg.target == null) {
// message没有target为结束信号，退出循环
return;
}
// 日志。。。
if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
">>>>> Dispatching to " + msg.target + " "
+ msg.callback + ": " + msg.what
);
// 非常重要！将真正的处理工作交给message的target，即后面要讲的handler
msg.target.dispatchMessage(msg);
// 还是日志。。。
if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
"<<<<< Finished to    " + msg.target + " "
+ msg.callback);

// 下面没看懂，同样不影响理解
final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
if (ident != newIdent) {
Log.wtf("Looper", "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);
}
// 回收message资源
msg.recycle();
}
}
}

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ThreadLocal2.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！

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：public class handler {final MessageQueue mQueue; // 关联的MQfinal Looper mLooper; // 关联的looperfinal Callback mCallback;// 其他属性public Handler() {// 没看懂，直接略过，，，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());}}// 默认将关联当前线程的loopermLooper = Looper.myLooper();// looper不能为空，即该默认的构造方法只能在looper线程中使用if (mLooper == null) {throw new RuntimeException("Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");}// 重要！！！直接把关联looper的MQ作为自己的MQ，因此它的消息将发送到关联looper的MQ上mQueue = mLooper.mQueue;mCallback = null;}// 其他方法}下面我们就可以为之前的LooperThread类加入Handler：public class LooperThread extends Thread {private Handler handler1;private Handler handler2;@Overridepublic void run() {// 将当前线程初始化为Looper线程Looper.prepare();// 实例化两个handlerhandler1 = new Handler();handler2 = new Handler();// 开始循环处理消息队列Looper.loop();}}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：

// 此方法用于向关联的MQ上发送Runnable对象，它的run方法将在handler关联的looper线程中执行public final boolean post(Runnable r){// 注意getPostMessage(r)将runnable封装成messagereturn  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);}private final Message getPostMessage(Runnable r) {Message m = Message.obtain();  //得到空的messagem.callback = r;  //将runnable设为message的callback，return m;}public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis){boolean sent = false;MessageQueue queue = mQueue;if (queue != null) {msg.target = this;  // message的target必须设为该handler！sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);}else {RuntimeException e = new RuntimeException(this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");Log.w("Looper", e.getMessage(), e);}return sent;}

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callbackif (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http://alex-yang-xiansoftware-com.iteye.com/blog/850865 */if (mCallback.handleMessage(msg)) {return;}}// 如果message没有callback，则调用handler的钩子方法handleMessagehandleMessage(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;@Overrideprotected 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 {@Overridepublic void handleMessage(Message msg) {String result = msg.getData().getString("message");// 更新UIappendText(result);}}}

public class SampleTask implements Runnable {private static final String TAG = SampleTask.class.getSimpleName();Handler handler;public SampleTask(Handler handler) {super();this.handler = handler;}@Overridepublic 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UIMessage 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。原博地址：http://www.cnblogs.com/codingmyworld/archive/2011/09/12/2174255.html