Android的Looper和Handler消息处理机制详解

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();   } }

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 printer

* 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

时间: 2024-11-10 11:00:15

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