Android消息處理機制Looper和Handler詳解
Message:消息,其中包含了消息ID,消息處理對象以及處理的數(shù)據(jù)等,由MessageQueue統(tǒng)一列隊,終由Handler處理。 Handler:處理者,負責Message的發(fā)送及處理。使用Handler時,需要實現(xiàn)handleMessage(Message msg)方法來對特定的Message進行處理,例如更新UI等。 MessageQueue:消息隊列,用來存放Handler發(fā)送過來的消息,并按照FIFO規(guī)則執(zhí)行。當然,存放Message并非實際意義的保存,而是將Message以鏈表的方式串聯(lián)起來的,等待Looper的抽取。 Looper:消息泵,不斷地從MessageQueue中抽取Message執(zhí)行。因此,一個MessageQueue需要一個Looper。 Thread:線程,負責調(diào)度整個消息循環(huán),即消息循環(huán)的執(zhí)行場所。
Android系統(tǒng)的消息隊列和消息循環(huán)都是針對具體線程的,一個線程可以存在(當然也可以不存在)一個消息隊列和一個消 息循環(huán)(Looper),特定線程的消息只能分發(fā)給本線程,不能進行跨線程,跨進程通訊。但是創(chuàng)建的工作線程默認是沒有消息循環(huán)和消息隊列的,如果想讓該 線程具有消息隊列和消息循環(huán),需要在線程中首先調(diào)用Looper.prepare()來創(chuàng)建消息隊列,然后調(diào)用Looper.loop()進入消息循環(huán)。 如下例所示:
LooperThread Thread {
Handler mHandler;
run() {
Looper.prepare();
mHandler = Handler() {
handleMessage(Message msg) {
}
};
Looper.loop();
}
}
//Looper類分析
//沒找到合適的分析代碼的辦法,只能這么來了。每個重要行的上面都會加上注釋
//功能方面的代碼會在代碼前加上一段分析
public class Looper {
//static變量,判斷是否打印調(diào)試信息。
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().
//線程本地存儲功能的封裝,TLS,thread local storage,什么意思呢?因為存儲要么在棧上,例如函數(shù)內(nèi)定義的內(nèi)部變量。要么在堆上,例如new或者malloc出來的東西
//但是現(xiàn)在的系統(tǒng)比如Linux和windows都提供了線程本地存儲空間,也就是這個存儲空間是和線程相關(guān)的,一個線程內(nèi)有一個內(nèi)部存儲空間,這樣的話我把線程相關(guān)的東西就存儲到
//這個線程的TLS中,就不用放在堆上而進行同步操作了。
private static final ThreadLocal sThreadLocal = new ThreadLocal();
//消息隊列,MessageQueue,看名字就知道是個queue..
final MessageQueue mQueue;
volatile boolean mRun;
//和本looper相關(guān)的那個線程,初始化為null
Thread mThread;
private Printer mLogging = null;
//static變量,代表一個UI Process(也可能是service吧,這里默認就是UI)的主線程
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中設(shè)上這個Looper對象的,如果這個線程已經(jīng)設(shè)過了looper的話就會報錯
//這說明,一個線程只能設(shè)一個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設(shè)置的UI程序的主消息循環(huán),注意,這個主消息循環(huán)是不會主動退出的
//
public static final void prepareMainLooper() {
prepare();
setMainLooper(myLooper());
//判斷主消息循環(huán)是否能退出....
//通過quit函數(shù)向looper發(fā)出退出申請
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.
*/
//消息循環(huán),整個程序就在這里while了。
//這個是static函數(shù)喔!
public static final void loop() {
Looper me = myLooper();//從該線程中取出對應的looper對象
MessageQueue queue = me.mQueue;//取消息隊列對象...
while (true) {
Message msg = queue.next(); // might block取消息隊列中的一個待處理消息..
//if (!me.mRun) {//是否需要退出?mRun是個volatile變量,跨線程同步的,應該是有地方設(shè)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.
*/
//返回和線程相關(guān)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 <var>printer</var>
* 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.
*/
//設(shè)置調(diào)試輸出對象,looper循環(huán)的時候會打印相關(guān)信息,用來調(diào)試用最好了。
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;
}
//創(chuàng)建一個新的looper對象,
//內(nèi)部分配一個消息隊列,設(shè)置mRun為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;
}
//后面就簡單了,打印,異常定義等。
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;
}
}
}
那怎么往這個消息隊列中發(fā)送消息呢??調(diào)用looper的static函數(shù)myQueue可以獲得消息隊列,這樣你就可用自己往里邊插入消息了。不過這種方法比較麻煩,這個時候handler類就發(fā)揮作用了。先來看看handler的代碼,就明白了。
class Handler{
..........
//handler默認構(gòu)造函數(shù)
public Handler() {
//這個if是干嘛用的暫時還不明白,涉及到j(luò)ava的深層次的內(nèi)容了應該
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());
}
}
//獲取本線程的looper對象
//如果本線程還沒有設(shè)置looper,這回拋異常
mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
//無恥啊,直接把looper的queue和自己的queue搞成一個了
//這樣的話,我通過handler的封裝機制加消息的話,就相當于直接加到了looper的消息隊列中去了
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = null;
}
//還有好幾種構(gòu)造函數(shù),一個是帶callback的,一個是帶looper的
//由外部設(shè)置looper
public Handler(Looper looper) {
mLooper = looper;
mQueue = looper.mQueue;
mCallback = null;
}
// 帶callback的,一個handler可以設(shè)置一個callback。如果有callback的話,
//凡是發(fā)到通過這個handler發(fā)送的消息,都有callback處理,相當于一個總的集中處理
//待會看dispatchMessage的時候再分析
public Handler(Looper looper, Callback callback) {
mLooper = looper;
mQueue = looper.mQueue;
mCallback = callback;
}
//
//通過handler發(fā)送消息
//調(diào)用了內(nèi)部的一個sendMessageDelayed
public final boolean sendMessage(Message msg)
{
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}
//FT,又封裝了一層,這回是調(diào)用sendMessageAtTime了
//因為延時時間是基于當前調(diào)用時間的,所以需要獲得絕對時間傳遞給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設(shè)置為自己,然后加入到消息隊列中
//對于隊列這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來說,操作比較簡單了
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;
}
//還記得looper中的那個消息循環(huán)處理嗎
//從消息隊列中得到一個消息后,會調(diào)用它的target的dispatchMesage函數(shù)
//message的target已經(jīng)設(shè)置為handler了,所以
//最后會轉(zhuǎn)到handler的msg處理上來
//這里有個處理流程的問題
public void dispatchMessage(Message msg) {
//如果msg本身設(shè)置了callback,則直接交給這個callback處理了
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
//如果該handler的callback有的話,則交給這個callback處理了---相當于集中處理
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
//否則交給派生處理,基類默認處理是什么都不干
handleMessage(msg);
}
}
..........
}
生成
Message msg = mHandler.obtainMessage();
msg.what = what;
msg.sendToTarget();
發(fā)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,我們看到,它找到它所引用的MessageQueue,然后將Message的target設(shè)定成自己(目的是為了在處理消息環(huán)節(jié),Message能找到正確的Handler),再將這個Message納入到消息隊列中。
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()函數(shù)里,我們看到,這里有一個死循環(huán),不斷地從MessageQueue中獲取下一個(next方法)Message,然后通過Message中攜帶的target信息,交由正確的Handler處理(dispatchMessage方法)。
處理
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,其中的一個分支就是調(diào)用handleMessage方法來處理這條Message,而這也正是我們在職責處描述使用Handler時需要實現(xiàn)handleMessage(Message msg)的原因。
至于dispatchMessage方法中的另外一個分支,我將會在后面的內(nèi)容中說明。
至此,我們看到,一個Message經(jīng)由Handler的發(fā)送,MessageQueue的入隊,Looper的抽取,又再一次地回到Handler的懷抱。而繞的這一圈,也正好幫助我們將同步操作變成了異步操作。
3)剩下的部分,我們將討論一下Handler所處的線程及更新UI的方式。
在主線程(UI線程)里,如果創(chuàng)建Handler時不傳入Looper對象,那么將直接使用主線程(UI線程)的Looper對象(系統(tǒng)已經(jīng)幫我們創(chuàng)建了);在其它線程里,如果創(chuàng)建Handler時不傳入Looper對象,那么,這個Handler將不能接收處理消息。在這種情況下,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();
}
}
在創(chuàng)建Handler之前,為該線程準備好一個Looper(Looper.prepare),然后讓這個Looper跑起來(Looper.loop),抽取Message,這樣,Handler才能正常工作。
因此,Handler處理消息總是在創(chuàng)建Handler的線程里運行。而我們的消息處理中,不乏更新UI的操作,不正確的線程直接更新UI將引發(fā)異常。因此,需要時刻關(guān)心Handler在哪個線程里創(chuàng)建的。
如何更新UI才能不出異常呢?SDK告訴我們,有以下4種方式可以從其它線程訪問UI線程:
· Activity.runOnUiThread(Runnable)
· View.post(Runnable)
· View.postDelayed(Runnable, long)
· Handler
其中,重點說一下的是View.post(Runnable)方法。在post(Runnable action)方法里,View獲得當前線程(即UI線程)的Handler,然后將action對象post到Handler里。在Handler里,它將傳遞過來的action對象包裝成一個Message(Message的callback為action),然后將其投入UI線程的消息循環(huán)中。在Handler再次處理該Message時,有一條分支(未解釋的那條)就是為它所設(shè),直接調(diào)用runnable的run方法。而此時,已經(jīng)路由到UI線程里,因此,我們可以毫無顧慮的來更新UI。
4) 幾點小結(jié)
· Handler的處理過程運行在創(chuàng)建Handler的線程里
· 一個Looper對應一個MessageQueue
· 一個線程對應一個Looper
· 一個Looper可以對應多個Handler
· 不確定當前線程時,更新UI時盡量調(diào)用post方法
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