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android的消息处理机制(图+源码分析)——Looper,Handler,Message
阅读量:6251 次
发布时间:2019-06-22

本文共 10548 字,大约阅读时间需要 35 分钟。

1,android自定义消息。

Looper,MessageQueue,Message,Handler

1, 先看下这几个类的关系,MessageQueue是一个包含了Message的队列。一个Looper中包含有一个MessageQueue, Message中有对Handler(消息的处理者)的引用。

2,一个android的主线程中有且仅有一个Looper,当程序启动时这个looper就开始不断的从MessageQueue里取出消息来进行处理。应该是一个while的循环。

当没有消息时,messageQueue.next()就处于阻塞状态,直到有新的消息取出。

3,新开一个线程是默认是没有Looper的。但是也可以给它加一个Looper,有了Looper这个线程就可以进行消息处理了。

4,在同一个app中,其它线程可以取的主线程的Looper,这样就可以实现子线程和主线程之间的通信。

 

Looper.loop();方法的源码,当执行这个时就进入了消息循环。

public 
static 
final 
void loop() {
        Looper me = myLooper();
        MessageQueue queue = me.mQueue;
        
while (
true) {
            Message msg = queue.next(); 
//
 might block
            
//
if (!me.mRun) {
            
//
    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();
            }
        }
    }

 

学习android的一大乐趣是可以通过源码学习google大牛们的设计思想。android源码中包含了大量的设计模式,除此以外,android sdk还精心为我们设计了各种helper类,对于和我一样渴望水平得到进阶的人来说,都太值得一读了。这不,前几天为了了解android的消息处理机制,我看了Looper,Handler,Message这几个类的源码,结果又一次被googler的设计震撼了,特与大家分享。

android的消息处理有三个核心类:Looper,Handler和Message。其实还有一个Message Queue(消息队列),但是MQ被封装到Looper里面了,我们不会直接与MQ打交道,因此我没将其作为核心类。下面一一介绍:

线程的魔法师 Looper

Looper的字面意思是“循环者”,它被设计用来使一个普通线程变成Looper线程。所谓Looper线程就是循环工作的线程。在程序开发中(尤其是GUI开发中),我们经常会需要一个线程不断循环,一旦有新任务则执行,执行完继续等待下一个任务,这就是Looper线程。使用Looper类创建Looper线程很简单:

View Code
publicclass LooperThread extends Thread {     @Override publicvoid run() { // 将当前线程初始化为Looper线程         Looper.prepare(); // ...其他处理,如实例化handler // 开始循环处理消息队列         Looper.loop();     } }

通过上面两行核心代码,你的线程就升级为Looper线程了!!!是不是很神奇?让我们放慢镜头,看看这两行代码各自做了什么。

1)Looper.prepare()

通过上图可以看到,现在你的线程中有一个Looper对象,它的内部维护了一个消息队列MQ。注意,一个Thread只能有一个Looper对象,为什么呢?咱们来看源码。

View Code
publicclass Looper { // 每个线程中的Looper对象其实是一个ThreadLocal,即线程本地存储(TLS)对象 privatestaticfinal ThreadLocal sThreadLocal =new ThreadLocal(); // Looper内的消息队列 final MessageQueue mQueue; // 当前线程     Thread mThread; // 。。。其他属性 // 每个Looper对象中有它的消息队列,和它所属的线程 private Looper() {         mQueue =new MessageQueue();         mRun =true;         mThread = Thread.currentThread();     } // 我们调用该方法会在调用线程的TLS中创建Looper对象 publicstaticfinalvoid prepare() { if (sThreadLocal.get() !=null) { // 试图在有Looper的线程中再次创建Looper将抛出异常 thrownew RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");         }         sThreadLocal.set(new Looper());     } // 其他方法 }

通过源码,prepare()背后的工作方式一目了然,其核心就是将looper对象定义为ThreadLocal。如果你还不清楚什么是ThreadLocal,请参考。

2)Looper.loop()

调用loop方法后,Looper线程就开始真正工作了,它不断从自己的MQ中取出队头的消息(也叫任务)执行。其源码分析如下:

View Code
publicstaticfinalvoid loop() {         Looper me = myLooper();  //得到当前线程Looper         MessageQueue queue = me.mQueue;  //得到当前looper的MQ // 这两行没看懂= = 不过不影响理解         Binder.clearCallingIdentity(); finallong ident = Binder.clearCallingIdentity(); // 开始循环 while (true) {             Message msg = queue.next(); // 取出message if (msg !=null) { if (msg.target ==null) { // message没有target为结束信号,退出循环 return;                 } // 日志。。。 if (me.mLogging!=null) me.mLogging.println( ">>>>> Dispatching to "+ msg.target +"" + msg.callback +": "+ msg.what                         ); // 非常重要!将真正的处理工作交给message的target,即后面要讲的handler                 msg.target.dispatchMessage(msg); // 还是日志。。。 if (me.mLogging!=null) me.mLogging.println( "<<<<< Finished to    "+ msg.target +"" + msg.callback); // 下面没看懂,同样不影响理解 finallong newIdent = Binder.clearCallingIdentity(); if (ident != newIdent) {                     Log.wtf("Looper", "Thread identity changed from 0x" + Long.toHexString(ident) +" to 0x" + Long.toHexString(newIdent) +" while dispatching to " + msg.target.getClass().getName() +"" + msg.callback +" what="+ msg.what);                 } // 回收message资源                 msg.recycle();             }         }     }

除了prepare()和loop()方法,Looper类还提供了一些有用的方法,比如

Looper.myLooper()得到当前线程looper对象:

View Code
publicstaticfinal Looper myLooper() { // 在任意线程调用Looper.myLooper()返回的都是那个线程的looper return (Looper)sThreadLocal.get();     }

getThread()得到looper对象所属线程:

View Code
public Thread getThread() { return mThread;     }

quit()方法结束looper循环:

View Code
publicvoid quit() { // 创建一个空的message,它的target为NULL,表示结束循环消息         Message msg = Message.obtain(); // 发出消息         mQueue.enqueueMessage(msg, 0);     }

到此为止,你应该对Looper有了基本的了解,总结几点:

1.每个线程有且最多只能有一个Looper对象,它是一个ThreadLocal

2.Looper内部有一个消息队列,loop()方法调用后线程开始不断从队列中取出消息执行

3.Looper使一个线程变成Looper线程。

那么,我们如何往MQ上添加消息呢?下面有请Handler!(掌声~~~)

异步处理大师 Handler

什么是handler?handler扮演了往MQ上添加消息和处理消息的角色(只处理由自己发出的消息),即通知MQ它要执行一个任务(sendMessage),并在loop到自己的时候执行该任务(handleMessage),整个过程是异步的。handler创建时会关联一个looper,默认的构造方法将关联当前线程的looper,不过这也是可以set的。默认的构造方法:

View Code
publicclass handler { final MessageQueue mQueue;  // 关联的MQ final Looper mLooper;  // 关联的looper final Callback mCallback; // 其他属性 public Handler() { // 没看懂,直接略过,,, if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) { final Class
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()); } } // 默认将关联当前线程的looper mLooper = Looper.myLooper(); // looper不能为空,即该默认的构造方法只能在looper线程中使用 if (mLooper ==null) { thrownew RuntimeException( "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"); } // 重要!!!直接把关联looper的MQ作为自己的MQ,因此它的消息将发送到关联looper的MQ上 mQueue = mLooper.mQueue; mCallback =null; } // 其他方法 }

下面我们就可以为之前的LooperThread类加入Handler:

View Code
publicclass LooperThread extends Thread { private Handler handler1; private Handler handler2;     @Override publicvoid run() { // 将当前线程初始化为Looper线程         Looper.prepare(); // 实例化两个handler         handler1 =new Handler();         handler2 =new Handler(); // 开始循环处理消息队列         Looper.loop();     } }

加入handler后的效果如下图:

可以看到,一个线程可以有多个Handler,但是只能有一个Looper!

Handler发送消息

有了handler之后,我们就可以使用 , , , , , 这些方法向MQ上发送消息了。光看这些API你可能会觉得handler能发两种消息,一种是Runnable对象,一种是message对象,这是直观的理解,但其实post发出的Runnable对象最后都被封装成message对象了,见源码:

View Code
// 此方法用于向关联的MQ上发送Runnable对象,它的run方法将在handler关联的looper线程中执行 publicfinalboolean post(Runnable r)     { // 注意getPostMessage(r)将runnable封装成message return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);     } privatefinal Message getPostMessage(Runnable r) {         Message m = Message.obtain();  //得到空的message         m.callback = r;  //将runnable设为message的callback, return m;     } publicboolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)     { boolean sent =false;         MessageQueue queue = mQueue; if (queue !=null) {             msg.target =this;  // message的target必须设为该handler!             sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);         } else {             RuntimeException e =new RuntimeException( this+" sendMessageAtTime() called with no mQueue");             Log.w("Looper", e.getMessage(), e);         } return sent;     }

其他方法就不罗列了,总之通过handler发出的message有如下特点:

1.message.target为该handler对象,这确保了looper执行到该message时能找到处理它的handler,即loop()方法中的关键代码

msg.target.dispatchMessage(msg);

2.post发出的message,其callback为Runnable对象

Handler处理消息

说完了消息的发送,再来看下handler如何处理消息。消息的处理是通过核心方法( msg)与钩子方法( msg)完成的,见源码

View Code
// 处理消息,该方法由looper调用 publicvoid dispatchMessage(Message msg) { if (msg.callback !=null) { // 如果message设置了callback,即runnable消息,处理callback!             handleCallback(msg);         } else { // 如果handler本身设置了callback,则执行callback if (mCallback !=null) { /* 这种方法允许让activity等来实现Handler.Callback接口,避免了自己编写handler重写handleMessage方法。见http://alex-yang-xiansoftware-com.iteye.com/blog/850865 */ if (mCallback.handleMessage(msg)) { return;                 }             } // 如果message没有callback,则调用handler的钩子方法handleMessage             handleMessage(msg);         }     } // 处理runnable消息 privatefinalvoid handleCallback(Message message) {         message.callback.run();  //直接调用run方法!     } // 由子类实现的钩子方法 publicvoid handleMessage(Message msg) {     }

可以看到,除了( msg)和Runnable对象的run方法由开发者实现外(实现具体逻辑),handler的内部工作机制对开发者是透明的。这正是handler API设计的精妙之处!

Handler的用处

我在小标题中将handler描述为“异步处理大师”,这归功于Handler拥有下面两个重要的特点:

1.handler可以在任意线程发送消息,这些消息会被添加到关联的MQ上。

              

2.handler是在它关联的looper线程中处理消息的。

这就解决了android最经典的不能在其他非主线程中更新UI的问题。android的主线程也是一个looper线程(looper在android中运用很广),我们在其中创建的handler默认将关联主线程MQ。因此,利用handler的一个solution就是在activity中创建handler并将其引用传递给worker thread,worker thread执行完任务后使用handler发送消息通知activity更新UI。(过程如图)

下面给出sample代码,仅供参考:

View Code
publicclass TestDriverActivity extends Activity { private TextView textview;     @Override protectedvoid onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState);         setContentView(R.layout.main);         textview = (TextView) findViewById(R.id.textview); // 创建并启动工作线程         Thread workerThread =new Thread(new SampleTask(new MyHandler()));         workerThread.start();     } publicvoid appendText(String msg) {         textview.setText(textview.getText() +"\n"+ msg);     } class MyHandler extends Handler {         @Override publicvoid handleMessage(Message msg) {             String result = msg.getData().getString("message"); // 更新UI             appendText(result);         }     } }
View Code
publicclass SampleTask implements Runnable { privatestaticfinal String TAG = SampleTask.class.getSimpleName();     Handler handler; public SampleTask(Handler handler) { super(); this.handler = handler;     }     @Override publicvoid run() { try {  // 模拟执行某项任务,下载等             Thread.sleep(5000); // 任务完成后通知activity更新UI             Message msg = prepareMessage("task completed!"); // message将被添加到主线程的MQ中             handler.sendMessage(msg);         } catch (InterruptedException e) {             Log.d(TAG, "interrupted!");         }     } private Message prepareMessage(String str) {         Message result = handler.obtainMessage();         Bundle data =new Bundle();         data.putString("message", str);         result.setData(data); return result;     } }

当然,handler能做的远远不仅如此,由于它能post Runnable对象,它还能与Looper配合实现经典的Pipeline Thread(流水线线程)模式。请参考此文

封装任务 Message

在整个消息处理机制中,message又叫task,封装了任务携带的信息和处理该任务的handler。message的用法比较简单,这里不做总结了。但是有这么几点需要注意(待补充):

1.尽管Message有public的默认构造方法,但是你应该通过Message.obtain()来从消息池中获得空消息对象,以节省资源。

2.如果你的message只需要携带简单的int信息,请优先使用Message.arg1和Message.arg2来传递信息,这比用Bundle更省内存

3.擅用message.what来标识信息,以便用不同方式处理message。

(完) PS:写了好久啊,觉得还不错的话给个推荐哦亲


欢迎转载,但是转载请注明出处  

转载于:https://www.cnblogs.com/qingblog/archive/2012/06/25/2561205.html

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