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Android消息处理机制Looper和Handler详解

2020-04-11 11:43:56
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来源:转载
供稿:网友
Message:消息,其中包含了消息ID,消息处理对象以及处理的数据等,由MessageQueue统一列队,终由Handler处理。Handler:处理者,负责Message的发送及处理。使用Handler时,需要实现handleMessage(Message msg)方法来对特定的Message进行处理,例如更新UI等。MessageQueue:消息队列,用来存放Handler发送过来的消息,并按照FIFO规则执行。当然,存放Message并非实际意义的保存,而是将Message以链表的方式串联起来的,等待Looper的抽取。Looper:消息泵,不断地从MessageQueue中抽取Message执行。因此,一个MessageQueue需要一个Looper。Thread:线程,负责调度整个消息循环,即消息循环的执行场所。

Android系统的消息队列和消息循环都是针对具体线程的,一个线程可以存在(当然也可以不存在)一个消息队列和一个消 息循环(Looper),特定线程的消息只能分发给本线程,不能进行跨线程,跨进程通讯。但是创建的工作线程默认是没有消息循环和消息队列的,如果想让该 线程具有消息队列和消息循环,需要在线程中首先调用Looper.prepare()来创建消息队列,然后调用Looper.loop()进入消息循环。 如下例所示:

 LooperThread Thread {    Handler mHandler;    run() {     Looper.prepare();     mHandler = Handler() {        handleMessage(Message msg) {                }     };     Looper.loop();   } }

 //Looper类分析
 //没找到合适的分析代码的办法,只能这么来了。每个重要行的上面都会加上注释
 //功能方面的代码会在代码前加上一段分析

 public class Looper {  //static变量,判断是否打印调试信息。   private static final boolean DEBUG = false;   private static final boolean localLOGV = DEBUG ? Config.LOGD : Config.LOGV;    // sThreadLocal.get() will return null unless you've called prepare(). //线程本地存储功能的封装,TLS,thread local storage,什么意思呢?因为存储要么在栈上,例如函数内定义的内部变量。要么在堆上,例如new或者malloc出来的东西 //但是现在的系统比如Linux和windows都提供了线程本地存储空间,也就是这个存储空间是和线程相关的,一个线程内有一个内部存储空间,这样的话我把线程相关的东西就存储到 //这个线程的TLS中,就不用放在堆上而进行同步操作了。   private static final ThreadLocal sThreadLocal = new ThreadLocal(); //消息队列,MessageQueue,看名字就知道是个queue..   final MessageQueue mQueue;   volatile boolean mRun; //和本looper相关的那个线程,初始化为null   Thread mThread;   private Printer mLogging = null; //static变量,代表一个UI Process(也可能是service吧,这里默认就是UI)的主线程   private static Looper mMainLooper = null;      /** Initialize the current thread as a looper.    * This gives you a chance to create handlers that then reference    * this looper, before actually starting the loop. Be sure to call    * {@link #loop()} after calling this method, and end it by calling    * {@link #quit()}.    */ //往TLS中设上这个Looper对象的,如果这个线程已经设过了looper的话就会报错 //这说明,一个线程只能设一个looper   public static final void prepare() {     if (sThreadLocal.get() != null) {       throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");     }     sThreadLocal.set(new Looper());   }      /** Initialize the current thread as a looper, marking it as an application's main    * looper. The main looper for your application is created by the Android environment,   * so you should never need to call this function yourself.   * {@link #prepare()}   */ //由framework设置的UI程序的主消息循环,注意,这个主消息循环是不会主动退出的 //     public static final void prepareMainLooper() {     prepare();     setMainLooper(myLooper()); //判断主消息循环是否能退出.... //通过quit函数向looper发出退出申请     if (Process.supportsProcesses()) {       myLooper().mQueue.mQuitAllowed = false;     }   }    private synchronized static void setMainLooper(Looper looper) {     mMainLooper = looper;   }      /** Returns the application's main looper, which lives in the main thread of the application.   */   public synchronized static final Looper getMainLooper() {     return mMainLooper;   }    /**   * Run the message queue in this thread. Be sure to call   * {@link #quit()} to end the loop.   */ //消息循环,整个程序就在这里while了。 //这个是static函数喔!   public static final void loop() {     Looper me = myLooper();//从该线程中取出对应的looper对象     MessageQueue queue = me.mQueue;//取消息队列对象...     while (true) {       Message msg = queue.next(); // might block取消息队列中的一个待处理消息..       //if (!me.mRun) {//是否需要退出?mRun是个volatile变量,跨线程同步的,应该是有地方设置它。       //  break;       //}       if (msg != null) {         if (msg.target == null) {           // No target is a magic identifier for the quit message.           return;         }         if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(             ">>>>> Dispatching to " + msg.target + " "             + msg.callback + ": " + msg.what             );         msg.target.dispatchMessage(msg);         if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(             "<<<<< Finished to  " + msg.target + " "             + msg.callback);         msg.recycle();       }     }   }    /**   * Return the Looper object associated with the current thread. Returns   * null if the calling thread is not associated with a Looper.  *///返回和线程相关的looper public static final Looper myLooper() {   return (Looper)sThreadLocal.get(); } /**  * Control logging of messages as they are processed by this Looper. If  * enabled, a log message will be written to <var>printer</var>   * at the beginning and ending of each message dispatch, identifying the  * target Handler and message contents.  *   * @param printer A Printer object that will receive log messages, or  * null to disable message logging.  *///设置调试输出对象,looper循环的时候会打印相关信息,用来调试用最好了。 public void setMessageLogging(Printer printer) {   mLogging = printer; }  /**  * Return the {@link MessageQueue} object associated with the current  * thread. This must be called from a thread running a Looper, or a  * NullPointerException will be thrown.  */ public static final MessageQueue myQueue() {   return myLooper().mQueue; }//创建一个新的looper对象,//内部分配一个消息队列,设置mRun为true private Looper() {   mQueue = new MessageQueue();   mRun = true;   mThread = Thread.currentThread(); } public void quit() {   Message msg = Message.obtain();   // NOTE: By enqueueing directly into the message queue, the   // message is left with a null target. This is how we know it is   // a quit message.   mQueue.enqueueMessage(msg, 0); } /**  * Return the Thread associated with this Looper.  */ public Thread getThread() {   return mThread; } //后面就简单了,打印,异常定义等。 public void dump(Printer pw, String prefix) {   pw.println(prefix + this);   pw.println(prefix + "mRun=" + mRun);   pw.println(prefix + "mThread=" + mThread);   pw.println(prefix + "mQueue=" + ((mQueue != null) ? mQueue : "(null"));   if (mQueue != null) {     synchronized (mQueue) {       Message msg = mQueue.mMessages;       int n = 0;       while (msg != null) {         pw.println(prefix + " Message " + n + ": " + msg);         n++;         msg = msg.next;       }       pw.println(prefix + "(Total messages: " + n + ")");     }   } } public String toString() {   return "Looper{"     + Integer.toHexString(System.identityHashCode(this))     + "}"; } static class HandlerException extends Exception {   HandlerException(Message message, Throwable cause) {     super(createMessage(cause), cause);   }   static String createMessage(Throwable cause) {     String causeMsg = cause.getMessage();     if (causeMsg == null) {       causeMsg = cause.toString();     }     return causeMsg;   } }}

那怎么往这个消息队列中发送消息呢??调用looper的static函数myQueue可以获得消息队列,这样你就可用自己往里边插入消息了。不过这种方法比较麻烦,这个时候handler类就发挥作用了。先来看看handler的代码,就明白了。

 class Handler{ .......... //handler默认构造函数 public Handler() { //这个if是干嘛用的暂时还不明白,涉及到java的深层次的内容了应该     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());       }     } //获取本线程的looper对象 //如果本线程还没有设置looper,这回抛异常     mLooper = Looper.myLooper();     if (mLooper == null) {       throw new RuntimeException(         "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");     } //无耻啊,直接把looper的queue和自己的queue搞成一个了 //这样的话,我通过handler的封装机制加消息的话,就相当于直接加到了looper的消息队列中去了     mQueue = mLooper.mQueue;     mCallback = null;   } //还有好几种构造函数,一个是带callback的,一个是带looper的 //由外部设置looper   public Handler(Looper looper) {     mLooper = looper;     mQueue = looper.mQueue;     mCallback = null;   } // 带callback的,一个handler可以设置一个callback。如果有callback的话, //凡是发到通过这个handler发送的消息,都有callback处理,相当于一个总的集中处理 //待会看dispatchMessage的时候再分析 public Handler(Looper looper, Callback callback) {     mLooper = looper;     mQueue = looper.mQueue;     mCallback = callback;   } // //通过handler发送消息 //调用了内部的一个sendMessageDelayed public final boolean sendMessage(Message msg)   {     return sendMessageDelayed(msg, 0);   } //FT,又封装了一层,这回是调用sendMessageAtTime了 //因为延时时间是基于当前调用时间的,所以需要获得绝对时间传递给sendMessageAtTime 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)   {     boolean sent = false;     MessageQueue queue = mQueue;     if (queue != null) { //把消息的target设置为自己,然后加入到消息队列中 //对于队列这种数据结构来说,操作比较简单了       msg.target = this;       sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);     }     else {       RuntimeException e = new RuntimeException(         this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");       Log.w("Looper", e.getMessage(), e);     }     return sent;   } //还记得looper中的那个消息循环处理吗 //从消息队列中得到一个消息后,会调用它的target的dispatchMesage函数 //message的target已经设置为handler了,所以 //最后会转到handler的msg处理上来 //这里有个处理流程的问题 public void dispatchMessage(Message msg) { //如果msg本身设置了callback,则直接交给这个callback处理了     if (msg.callback != null) {       handleCallback(msg);     } else { //如果该handler的callback有的话,则交给这个callback处理了---相当于集中处理      if (mCallback != null) {         if (mCallback.handleMessage(msg)) {           return;         }      } //否则交给派生处理,基类默认处理是什么都不干       handleMessage(msg);     }   } .......... }

生成

    Message msg = mHandler.obtainMessage();    msg.what = what;    msg.sendToTarget();

发送

    MessageQueue queue = mQueue;    if (queue != null) {      msg.target = this;      sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);    }

在Handler.java的sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)方法中,我们看到,它找到它所引用的MessageQueue,然后将Message的target设定成自己(目的是为了在处理消息环节,Message能找到正确的Handler),再将这个Message纳入到消息队列中。

抽取

    Looper me = myLooper();    MessageQueue queue = me.mQueue;    while (true) {      Message msg = queue.next(); // might block      if (msg != null) {        if (msg.target == null) {          // No target is a magic identifier for the quit message.          return;        }        msg.target.dispatchMessage(msg);        msg.recycle();      }    }

在Looper.java的loop()函数里,我们看到,这里有一个死循环,不断地从MessageQueue中获取下一个(next方法)Message,然后通过Message中携带的target信息,交由正确的Handler处理(dispatchMessage方法)。

处理

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

在Handler.java的dispatchMessage(Message msg)方法里,其中的一个分支就是调用handleMessage方法来处理这条Message,而这也正是我们在职责处描述使用Handler时需要实现handleMessage(Message msg)的原因。

至于dispatchMessage方法中的另外一个分支,我将会在后面的内容中说明。

至此,我们看到,一个Message经由Handler的发送,MessageQueue的入队,Looper的抽取,又再一次地回到Handler的怀抱。而绕的这一圈,也正好帮助我们将同步操作变成了异步操作。

3)剩下的部分,我们将讨论一下Handler所处的线程及更新UI的方式。

在主线程(UI线程)里,如果创建Handler时不传入Looper对象,那么将直接使用主线程(UI线程)的Looper对象(系统已经帮我们创建了);在其它线程里,如果创建Handler时不传入Looper对象,那么,这个Handler将不能接收处理消息。在这种情况下,通用的作法是:

        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();                }        }

在创建Handler之前,为该线程准备好一个Looper(Looper.prepare),然后让这个Looper跑起来(Looper.loop),抽取Message,这样,Handler才能正常工作。

因此,Handler处理消息总是在创建Handler的线程里运行。而我们的消息处理中,不乏更新UI的操作,不正确的线程直接更新UI将引发异常。因此,需要时刻关心Handler在哪个线程里创建的。

如何更新UI才能不出异常呢?SDK告诉我们,有以下4种方式可以从其它线程访问UI线程:

・      Activity.runOnUiThread(Runnable)
・      View.post(Runnable)
・      View.postDelayed(Runnable, long)
・      Handler
其中,重点说一下的是View.post(Runnable)方法。在post(Runnable action)方法里,View获得当前线程(即UI线程)的Handler,然后将action对象post到Handler里。在Handler里,它将传递过来的action对象包装成一个Message(Message的callback为action),然后将其投入UI线程的消息循环中。在Handler再次处理该Message时,有一条分支(未解释的那条)就是为它所设,直接调用runnable的run方法。而此时,已经路由到UI线程里,因此,我们可以毫无顾虑的来更新UI。

4) 几点小结

・      Handler的处理过程运行在创建Handler的线程里
・      一个Looper对应一个MessageQueue
・      一个线程对应一个Looper
・      一个Looper可以对应多个Handler
・      不确定当前线程时,更新UI时尽量调用post方法

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