Handler 消息机制

说起Handler机制大家都不陌生,我也看过不少网上相关文章,都分析的很好,这里作为笔记,通过Handler,Looper,Message,MessageQueue这几个类,从源码中来解读从handler发送消息到接收到消息的过程。

通常,项目中都会用到Handler来发送一个异步消息,例如

                Message msg = Message.obtain();
//                msg.what = 0;
//                msg.obj = obj;
//                msg.arg1 = 1;
//                ...
                mHandler.sendMessage(msg);

又或者发送一个延时消息,例如

                mHandler.postDelayed(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        // TODO ...
                        Toast.makeText(MainActivity.this, "" , Toast.LENGTH_SHORT).show();
                    }
                }, 1000);
一 、首先,我们来看看发送一个Message

进入sendMessage(msg)方法中,再一步步寻找


    public final boolean sendMessage(Message msg)
    {
        return sendMessageDelayed(msg, 0);
    }
    // >>>>>>>>>>>>>>>
    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) {
      
        MessageQueue queue = mQueue;
        if (queue == null) {
            RuntimeException e = new RuntimeException(
                    this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
            Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
            return false;
        }
        return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
    }
    // >>>>>>>>>>>>>>>
    private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
        msg.target = this;
        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
    }

最终进入到enqueueMessage方法,**msg.target = this; **这是绑定了当前Handler到发送的这个Message的target属性,最后调用的是MessageQueue的enqueueMessage方法,将消息放入到消息队列中。

其中,sendMessageAtTime方法中,MessageQueue queue = mQueue;赋值MessageQueue,在Handler构造方法中发现 mQueue = mLooper.mQueue;也就是说MessageQueue和Looper有关,我们再来看看Looper类。


先说说Looper是干什么的:Loop字面意思 回路 圈 。Looper类其实是用来循环取消息队列中消息的,类中有个两个主要的方法,prepare和loop方法,这里有的疑问好像要解开了,往下看

  • 我们先来看看prepare方法:
    public static void prepare() {
        prepare(true);
    }

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

这里看到prepare方法是创建了Looper对象,同时设置给了sThreadLocal

sThreadLocal 是一个ThreadLocal对象。简单点说,就是当前Looper对象和当前的线程对象关联起来

仔细一看,"Only one Looper may be created per thread",没错,每个线程只允许一个Looper对象

进入Looper的构造方法,很显然,是在这里**MessageQueue被创建了 **

    private Looper(boolean quitAllowed) {
        mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
        mThread = Thread.currentThread();
    }   
  • 再来看看loop方法
    public static void loop() {
        final Looper me = myLooper();
        if (me == null) {
            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this                                               thread.");
        }
        final MessageQueue queue = me.mQueue;
        // 省略部分代码...
        for (;;) {
            Message msg = queue.next(); // might block
            if (msg == null) {
                // No message indicates that the message queue is quitting.
                return;
            }
            // 省略部分代码...
            try {
                msg.target.dispatchMessage(msg);
            } finally {
                if (traceTag != 0) {
                    Trace.traceEnd(traceTag);
                }
            }
            // 省略部分代码...
            msg.recycleUnchecked();
        }
    }

源码中Message msg = queue.next(); // might block 可以看到这个方法可能会阻塞,也就是说,消息队列中没有消息的时候会阻塞,这里是从消息队列中取消息出来,调用个MessageQueue的next方法(具体的实现算法就不说了,包括入队的算法,涉及到native层)有兴趣的可以去看MessageQueue的源码。

然后往下 msg.target.dispatchMessage(msg);这句代码很好理解,前面我们说过在Handler发送消息的时候,会关联当前的Handler到所发送的Message的target属性,这里看到就是调用Handler的dispatchMessage()方法,

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

方法很简单,最终走的是handleMessage(msg);这行代码,点过去看到是调用空方法,就是我们需要重写的handleMessage方法。方法中我们还发现还可能会走handleCallback(msg);这行代码,其实,这就是另一种情况,是利用Handler发送延时消息最后走的方法,请往下看。

二、延时发送一条消息

从Handler的postDelayed方法看起

    public final boolean postDelayed(Runnable r, long delayMillis)
    {
        return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), delayMillis);
    }
    
    private static Message getPostMessage(Runnable r) {
        Message m = Message.obtain();
        m.callback = r;
        return m;
    }
    
    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) {
        MessageQueue queue = mQueue;
        if (queue == null) {
            RuntimeException e = new RuntimeException(
                    this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
            Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
            return false;
        }
        return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
    }

最后调用的还是和上面分析发送一条消息时一样,不过,这里多了一步getPostMessage,这是创建一个Message,并且赋值了Message的callback属性,也就是我们在postDelayed方法中传入的Runnable

到这里,其实已经分析结束了,Looper和MessageQueue分析如上,在Handler的dispatchMessage方法中执行的是handleCallback(msg);因为msg.callback != null成立,最终,执行的是Message的callback,也就是我们传入的Runnable

    private static void handleCallback(Message message) {
        message.callback.run();
    }

前面我们说了从Handler发送消息,然后进入消息队列,Looper再循环从MessageQueue中取出消息,最后执行相应的方法。细心的观众发现,Handler我们可以自己new出来,Message可以obtain,MessageQueue是由Looper中生成的,那么Looper又是怎么初始化的呢?

这里涉及到了ActivityThread这个类,我们都知道,ActivityThread中的main方法是整个应用进程的入口

查看源码

    public static void main(String[] args) {
        // 省略代码...
        Looper.prepareMainLooper();
        // 省略代码...
        Looper.loop();
        throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
    }

看到了,Looper被初始化了,并且调用了loop,开始轮询消息队列。

解释一下prepareMainLooper()和prepare方法有什么不同,就是true|false的区别,表示是否可以被终止,因为这是主线程的Looper,所以false.

    public static void prepareMainLooper() {
        prepare(false);
        synchronized (Looper.class) {
            if (sMainLooper != null) {
                throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
            }
            sMainLooper = myLooper();
        }
    }

有点恍然大悟的感觉,为什么主线程中可以更新UI控件了,原来是系统主线程中会主动初始化一个Looper(我们如果手动再prepare就会报错,因为每个线程只允许一个Looper,也确保我们可以在不同的线程中创建各自的Handler,进行各自的通信而不会互相干扰)。那么,子线程中除了使用Handler或者调用runOnUiThread来更新UI控件,当然也可以前后加上Looper.prepare();和Looper.loop();,不过实际开发中不会这么用。

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