Android消息处理机制Looper和Handler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(Messagemsg)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：
LooperThreadThread{
HandlermHandler;
run(){
Looper.prepare();
mHandler=Handler(){
handleMessage(Messagemsg){
}
};
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
publicclassLooper{
//static变量，判断是否打印调试信息。
privatestaticfinalbooleanDEBUG=false;
privatestaticfinalbooleanlocalLOGV=DEBUG?Config.LOGD:Config.LOGV;
//sThreadLocal.get()willreturnnullunlessyou'vecalledprepare().
//线程本地存储功能的封装，TLS，threadlocalstorage,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。
privatestaticfinalThreadLocalsThreadLocal=newThreadLocal();
//消息队列，MessageQueue，看名字就知道是个queue..
finalMessageQueuemQueue;
volatilebooleanmRun;
//和本looper相关的那个线程，初始化为null
ThreadmThread;
privatePrintermLogging=null;
//static变量，代表一个UIProcess（也可能是service吧，这里默认就是UI）的主线程
privatestaticLoopermMainLooper=null;
/**Initializethecurrentthreadasalooper.
*Thisgivesyouachancetocreatehandlersthatthenreference
*thislooper,beforeactuallystartingtheloop.Besuretocall
*{@link#loop()}aftercallingthismethod,andenditbycalling
*{@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
publicstaticfinalvoidprepare(){
if(sThreadLocal.get()!=null){
thrownewRuntimeException("OnlyoneLoopermaybecreatedperthread");
}
sThreadLocal.set(newLooper());
}
/**Initializethecurrentthreadasalooper,markingitasanapplication'smain
*looper.ThemainlooperforyourapplicationiscreatedbytheAndroidenvironment,
*soyoushouldneverneedtocallthisfunctionyourself.
*{@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
//
publicstaticfinalvoidprepareMainLooper(){
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;
}
}
privatesynchronizedstaticvoidsetMainLooper(Looperlooper){
mMainLooper=looper;
}
/**Returnstheapplication'smainlooper,whichlivesinthemainthreadoftheapplication.
*/
publicsynchronizedstaticfinalLoopergetMainLooper(){
returnmMainLooper;
}
/**
*Runthemessagequeueinthisthread.Besuretocall
*{@link#quit()}toendtheloop.
*/
//消息循环，整个程序就在这里while了。
//这个是static函数喔！
publicstaticfinalvoidloop(){
Looperme=myLooper();//从该线程中取出对应的looper对象
MessageQueuequeue=me.mQueue;//取消息队列对象...
while(true){
Messagemsg=queue.next();//mightblock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){
//Notargetisamagicidentifierforthequitmessage.
return;
}
if(me.mLogging!=null)me.mLogging.println(
">>>>>Dispatchingto"+msg.target+""
+msg.callback+":"+msg.what
);
msg.target.dispatchMessage(msg);
if(me.mLogging!=null)me.mLogging.println(
"<<<<<Finishedto"+msg.target+""
+msg.callback);
msg.recycle();
}
}
}
/**
*ReturntheLooperobjectassociatedwiththecurrentthread.Returns
*nullifthecallingthreadisnotassociatedwithaLooper.
*/
//返回和线程相关的looper
publicstaticfinalLoopermyLooper(){
return(Looper)sThreadLocal.get();
}
/**
*ControlloggingofmessagesastheyareprocessedbythisLooper.If
*enabled,alogmessagewillbewrittento<var>printer</var>
*atthebeginningandendingofeachmessagedispatch,identifyingthe
*targetHandlerandmessagecontents.
*
*@paramprinterAPrinterobjectthatwillreceivelogmessages,or
*nulltodisablemessagelogging.
*/
//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。
publicvoidsetMessageLogging(Printerprinter){
mLogging=printer;
}
/**
*Returnthe{@linkMessageQueue}objectassociatedwiththecurrent
*thread.ThismustbecalledfromathreadrunningaLooper,ora
*NullPointerExceptionwillbethrown.
*/
publicstaticfinalMessageQueuemyQueue(){
returnmyLooper().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
privateLooper(){
mQueue=newMessageQueue();
mRun=true;
mThread=Thread.currentThread();
}
publicvoidquit(){
Messagemsg=Message.obtain();
//NOTE:Byenqueueingdirectlyintothemessagequeue,the
//messageisleftwithanulltarget.Thisishowweknowitis
//aquitmessage.
mQueue.enqueueMessage(msg,0);
}
/**
*ReturntheThreadassociatedwiththisLooper.
*/
publicThreadgetThread(){
returnmThread;
}
//后面就简单了，打印，异常定义等。
publicvoiddump(Printerpw,Stringprefix){
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){
Messagemsg=mQueue.mMessages;
intn=0;
while(msg!=null){
pw.println(prefix+"Message"+n+":"+msg);
n++;
msg=msg.next;
}
pw.println(prefix+"(Totalmessages:"+n+")");
}
}
}
publicStringtoString(){
return"Looper{"
+Integer.toHexString(System.identityHashCode(this))
+"}";
}
staticclassHandlerExceptionextendsException{
HandlerException(Messagemessage,Throwablecause){
super(createMessage(cause),cause);
}
staticStringcreateMessage(Throwablecause){
StringcauseMsg=cause.getMessage();
if(causeMsg==null){
causeMsg=cause.toString();
}
returncauseMsg;
}
}
}
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。
classHandler{
..........
//handler默认构造函数
publicHandler(){
//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){
finalClass<?extendsHandler>klass=getClass();
if((klass.isAnonymousClass()||klass.isMemberClass()||klass.isLocalClass())&&
(klass.getModifiers()&Modifier.STATIC)==0){
Log.w(TAG,"ThefollowingHandlerclassshouldbestaticorleaksmightoccur:"+
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){
thrownewRuntimeException(
"Can'tcreatehandlerinsidethreadthathasnotcalledLooper.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
publicHandler(Looperlooper){
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
publicHandler(Looperlooper,Callbackcallback){
mLooper=looper;
mQueue=looper.mQueue;
mCallback=callback;
}
//
//通过handler发送消息
//调用了内部的一个sendMessageDelayed
publicfinalbooleansendMessage(Messagemsg)
{
returnsendMessageDelayed(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
publicfinalbooleansendMessageDelayed(Messagemsg,longdelayMillis)
{
if(delayMillis<0){
delayMillis=0;
}
returnsendMessageAtTime(msg,SystemClock.uptimeMillis()+delayMillis);
}
publicbooleansendMessageAtTime(Messagemsg,longuptimeMillis)
{
booleansent=false;
MessageQueuequeue=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{
RuntimeExceptione=newRuntimeException(
this+"sendMessageAtTime()calledwithnomQueue");
Log.w("Looper",e.getMessage(),e);
}
returnsent;
}
//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
publicvoiddispatchMessage(Messagemsg){
//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
Messagemsg=mHandler.obtainMessage(); msg.what=what; msg.sendToTarget();
发送
MessageQueuequeue=mQueue;
if(queue!=null){
msg.target=this;
sent=queue.enqueueMessage(msg,uptimeMillis);
}
在Handler.java的sendMessageAtTime(Messagemsg,longuptimeMillis)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
Looperme=myLooper();
MessageQueuequeue=me.mQueue;
while(true){
Messagemsg=queue.next();//mightblock
if(msg!=null){
if(msg.target==null){
//Notargetisamagicidentifierforthequitmessage.
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(Messagemsg)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(Messagemsg)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：
classLooperThreadextendsThread{
publicHandlermHandler;
publicvoidrun(){
Looper.prepare();
mHandler=newHandler(){
publicvoidhandleMessage(Messagemsg){
//processincomingmessageshere
}
};
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(Runnableaction)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