Android的Handler消息機(jī)制

實(shí)現(xiàn)原理

1. 主線程會(huì)自動(dòng)調(diào)用Looper.prepareMainLooper和Looper.loop，具體是在ActivityThread中main方法中調(diào)用的。

public static void main(String[] args) {
    ......省略無關(guān)代碼
    
    // 主線程的Looper相關(guān)準(zhǔn)備工作
    Looper.prepareMainLooper();

    // Find the value for {@link #PROC_START_SEQ_IDENT} if provided on the command line.
    // It will be in the format "seq=114"
    long startSeq = 0;
    if (args != null) {
        for (int i = args.length - 1; i >= 0; --i) {
            if (args[i] != null && args[i].startsWith(PROC_START_SEQ_IDENT)) {
                startSeq = Long.parseLong(
                        args[i].substring(PROC_START_SEQ_IDENT.length()));
            }
        }
    }
    // 生成主線程
    ActivityThread thread = new ActivityThread();
    thread.attach(false, startSeq);
    
    // 拿到主線程的Handler，并將主線程的Looper綁定到Handler中
    if (sMainThreadHandler == null) {
        sMainThreadHandler = thread.getHandler();
    }

    if (false) {
        Looper.myLooper().setMessageLogging(new
                LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
    }

    // End of event ActivityThreadMain.
    Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
    // 開啟消息循環(huán)
    Looper.loop();

    throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}

2. 子線程使用Handler時(shí)，首先需要調(diào)用Looper.prepare，prepare方法中，new一個(gè)Looper對(duì)象，存入ThreadLocal；在Looper的構(gòu)造中，會(huì)new一個(gè)MessageQueue，綁定到當(dāng)前Looper中。

private static void prepare(boolean quitAllowed) {
    if (sThreadLocal.get() != null) {
        throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
    }
    // new一個(gè)Looper對(duì)象
    sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}

private Looper(boolean quitAllowed) {
    // new一個(gè)MessageQueue，綁定到Looper中
    mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
    mThread = Thread.currentThread();
}

3. 創(chuàng)建Handler實(shí)例，在Handler構(gòu)造中，若傳入Looper，則將傳入的Looper綁定給Handler的Looper，并將傳入Looper的MessageQueue也綁定給Handler的MessageQueue。若不傳入Looper，則構(gòu)造中，直接取當(dāng)前線程的Looper以及該Looper的MessageQueue和handler綁定。

// 創(chuàng)建Handler選擇無參構(gòu)造，會(huì)走到這里
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());
        }
    }
    // 拿到當(dāng)前線程的Looper，綁定到Handler中
    mLooper = Looper.myLooper();
    if (mLooper == null) {
        throw new RuntimeException(
            "Can't create handler inside thread " + Thread.currentThread()
                    + " that has not called Looper.prepare()");
    }
    // 拿到當(dāng)前線程Looper的MessageQueue，綁定到Handler中
    mQueue = mLooper.mQueue;
    mCallback = callback;
    mAsynchronous = async;
}

// 創(chuàng)建Handler選擇有參構(gòu)造，會(huì)走到這里
public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async) {
    // 將傳入的Looper以及該Looper的MessageQueue綁定到Handler中，讓Handler在Looper所在的線程環(huán)境中
    mLooper = looper;
    mQueue = looper.mQueue;
    mCallback = callback;
    mAsynchronous = async;
}

4. 接著調(diào)用Looper.loop，拿到myLooper，也就是從ThreadLocal中取，在拿到myLooper的MessageQueue，對(duì)MessageQueue死循環(huán)，MessageQueue.next()獲取消息，沒有消息則掛載。有消息時(shí)，會(huì)調(diào)用message的target的dispatchMessage方法分發(fā)消息。dispatchMessage方法中，首先判斷message是否有回調(diào)，有則直接將新消息傳遞給回調(diào)接口的run方法中。若message沒有回調(diào)，則再判斷handler是否有回調(diào)，有回調(diào)，則將新消息傳遞給回調(diào)接口的handleMessage方法中。若handler也沒有回調(diào)，則將消息傳遞給handler的handleMessage公開方法中。外部重寫該方法即可接收處理新消息。

public static void loop() {
    // 拿到Looper
    final Looper me = myLooper();
    if (me == null) {
        throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
    }
    // 拿到Looper的MessageQueue
    final MessageQueue queue = me.mQueue;

    ......省略無關(guān)代碼
    
    // 對(duì)MessageQueue死循環(huán)
    for (;;) {
        // MessageQueue.next()獲取消息
        Message msg = queue.next(); // might block
        // 沒有消息則掛載
        if (msg == null) {
            // No message indicates that the message queue is quitting.
            return;
        }

        ......省略無關(guān)代碼
        
        try {
            // 有消息時(shí)，調(diào)用message的target的dispatchMessage方法分發(fā)消息
            msg.target.dispatchMessage(msg);
            dispatchEnd = needEndTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
        } finally {
            if (traceTag != 0) {
                Trace.traceEnd(traceTag);
            }
        }
        
        ......省略無關(guān)代碼
        
        msg.recycleUnchecked();
    }
}

// Handler分發(fā)消息
public void dispatchMessage(Message msg) {
    // Message有回調(diào)，則直接將新消息傳遞給回調(diào)接口的run方法中
    if (msg.callback != null) {
        handleCallback(msg);
    } else {
        // Handler有回調(diào)，則將新消息傳遞給回調(diào)接口的handleMessage方法中
        if (mCallback != null) {
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                return;
            }
        }
        // 將消息傳遞給handler的handleMessage公開方法中
        handleMessage(msg);
    }
}

5. hander.sendMessage，會(huì)調(diào)用enqueueMessage方法，將當(dāng)前handler賦值給Message的target，然后調(diào)用handler的MessageQueue的enqueueMessage方法，內(nèi)部會(huì)將新的message添加進(jìn)MessageQueue中。此時(shí)，Looper中MessageQueue會(huì)被喚醒，循環(huán)獲取到新消息做下一步處理。

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
    // 將當(dāng)前handler賦值給Message的target
    msg.target = this;
    if (mAsynchronous) {
        msg.setAsynchronous(true);
    }
    // 調(diào)用MessageQueue的enqueueMessage方法，內(nèi)部會(huì)將新的message添加進(jìn)MessageQueue鏈表中
    return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}

相關(guān)概念

• 一個(gè)線程對(duì)應(yīng)一個(gè)Looper，一個(gè)Looper對(duì)應(yīng)一個(gè)MessageQueue，一個(gè)Looper可對(duì)應(yīng)多個(gè)Handler，一個(gè)Handler對(duì)應(yīng)一個(gè)Looper。
• 主線程中，MessageQueue死循環(huán)，并不會(huì)卡死UI。在ActivityThread的main方法中，首先調(diào)用Looper.prepareMainLooper，緊接著就會(huì)new一個(gè)ActivityThread，并且拿到該主線程的mainThreadHandler，再調(diào)用Looper的loop開啟消息循環(huán)。以后UI線程的UI刷新等操作也是在mainThreadHandler發(fā)消息執(zhí)行的。