本文主要是對(duì)Handler和消息循環(huán)的實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行源碼分析，如果不熟悉Handler可以參見(jiàn)博文《詳解Android中Handler的使用方法》，里面對(duì)Android為何以引入Handler機(jī)制以及如何使用Handler做了講解。

概括來(lái)說(shuō)，Handler是Android中引入的一種讓開(kāi)發(fā)者參與處理線程中消息循環(huán)的機(jī)制。我們?cè)谑褂肏andler的時(shí)候與Message打交道最多，Message是Hanlder機(jī)制向開(kāi)發(fā)人員暴露出來(lái)的相關(guān)類(lèi)，可以通過(guò)Message類(lèi)完成大部分操作Handler的功能。但作為程序員，我不能只知道怎么用Handler，還要知道其內(nèi)部如何實(shí)現(xiàn)的。Handler的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)主要涉及到如下幾個(gè)類(lèi): Thread、MessageQueue和Looper。這幾類(lèi)之間的關(guān)系可以用如下的圖來(lái)簡(jiǎn)單說(shuō)明：

Thread是最基礎(chǔ)的，Looper和MessageQueue都構(gòu)建在Thread之上，Handler又構(gòu)建在Looper和MessageQueue之上，我們通過(guò)Handler間接地與下面這幾個(gè)相對(duì)底層一點(diǎn)的類(lèi)打交道。

一圖勝千言

我們?cè)诒疚挠懻摿薚hread、MessageQueue、Looper以及Hanlder的之間的關(guān)系，我們可以通過(guò)如下一張傳送帶的圖來(lái)更形象的理解他們之間的關(guān)系。

在現(xiàn)實(shí)生活的生產(chǎn)生活中，存在著各種各樣的傳送帶，傳送帶上面灑滿(mǎn)了各種貨物，傳送帶在發(fā)動(dòng)機(jī)滾輪的帶動(dòng)下一直在向前滾動(dòng)，不斷有新的貨物放置在傳送帶的一端，貨物在傳送帶的帶動(dòng)下送到另一端進(jìn)行收集處理。

我們可以把傳送帶上的貨物看做是一個(gè)個(gè)的Message，而承載這些貨物的傳送帶就是裝載Message的消息隊(duì)列MessageQueue。傳送帶是靠發(fā)送機(jī)滾輪帶動(dòng)起來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)的，我們可以把發(fā)送機(jī)滾輪看做是Looper，而發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)是需要電源的，我們可以把電源看做是線程Thread，所有的消息循環(huán)的一切操作都是基于某個(gè)線程的。一切準(zhǔn)備就緒，我們只需要按下電源開(kāi)關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，這個(gè)開(kāi)關(guān)就是Looper的loop方法，當(dāng)我們按下開(kāi)關(guān)的時(shí)候，我們就相當(dāng)于執(zhí)行了Looper的loop方法，此時(shí)Looper就會(huì)驅(qū)動(dòng)著消息隊(duì)列循環(huán)起來(lái)。

那Hanlder在傳送帶模型中相當(dāng)于什么呢？我們可以將Handler看做是放入貨物以及取走貨物的管道：貨物從一端順著管道劃入傳送帶，貨物又從另一端順著管道劃出傳送帶。我們?cè)趥魉蛶У囊欢朔湃胴浳锏牟僮骶拖喈?dāng)于我們調(diào)用了Handler的sendMessageXXX、sendEmptyMessageXXX或postXXX方法，這就把Message對(duì)象放入到了消息隊(duì)列MessageQueue中了。當(dāng)貨物從傳送帶的另一端順著管道劃出時(shí)，我們就相當(dāng)于調(diào)用了Hanlder的dispatchMessage方法，在該方法中我們完成對(duì)Message的處理。

下面重點(diǎn)介紹Handler：

Handler是暴露給開(kāi)發(fā)者最頂層的一個(gè)類(lèi)，其構(gòu)建在Thread、Looper與MessageQueue之上。
Handler具有多個(gè)構(gòu)造函數(shù)，簽名分別如下所示：

• 1. publicHandler()
• 2. publicHandler(Callbackcallback)
• 3. publicHandler(Looperlooper)
• 4. publicHandler(Looperlooper, Callbackcallback)
  

第1個(gè)和第2個(gè)構(gòu)造函數(shù)都沒(méi)有傳遞Looper，這兩個(gè)構(gòu)造函數(shù)都將通過(guò)調(diào)用Looper.myLooper()獲取當(dāng)前線程綁定的Looper對(duì)象，然后將該Looper對(duì)象保存到名為mLooper的成員字段中。
第3個(gè)和第4個(gè)構(gòu)造函數(shù)傳遞了Looper對(duì)象，這兩個(gè)構(gòu)造函數(shù)會(huì)將該Looper保存到名為mLooper的成員字段中。
第2個(gè)和第4個(gè)構(gòu)造函數(shù)還傳遞了Callback對(duì)象，Callback是Handler中的內(nèi)部接口，需要實(shí)現(xiàn)其內(nèi)部的handleMessage方法，Callback代碼如下:

public interface Callback {
  public boolean handleMessage(Message msg);
}

Handler.Callback是用來(lái)處理Message的一種手段，如果沒(méi)有傳遞該參數(shù)，那么就應(yīng)該重寫(xiě)Handler的handleMessage方法，也就是說(shuō)為了使得Handler能夠處理Message，我們有兩種辦法：
1. 向Hanlder的構(gòu)造函數(shù)傳入一個(gè)Handler.Callback對(duì)象，并實(shí)現(xiàn)Handler.Callback的handleMessage方法
2. 無(wú)需向Hanlder的構(gòu)造函數(shù)傳入Handler.Callback對(duì)象，但是需要重寫(xiě)Handler本身的handleMessage方法
也就是說(shuō)無(wú)論哪種方式，我們都得通過(guò)某種方式實(shí)現(xiàn)handleMessage方法，這點(diǎn)與Java中對(duì)Thread的設(shè)計(jì)有異曲同工之處。
在Java中，如果我們想使用多線程，有兩種辦法：
1. 向Thread的構(gòu)造函數(shù)傳入一個(gè)Runnable對(duì)象，并實(shí)現(xiàn)Runnable的run方法
2. 無(wú)需向Thread的構(gòu)造函數(shù)傳入Runnable對(duì)象，但是要重寫(xiě)Thread本身的run方法
所以只要用過(guò)多線程Thread，應(yīng)該就對(duì)Hanlder這種需要實(shí)現(xiàn)handleMessage的兩種方式了然于心了。

我們知道通過(guò)sendMessageXXX系列方法可以向消息隊(duì)列中添加消息，我們通過(guò)源碼可以看出這些方法的調(diào)用順序，
sendMessage調(diào)用了sendMessageDelayed，sendMessageDelayed又調(diào)用了sendMessageAtTime。
Handler中還有一系列的sendEmptyMessageXXX方法，而這些sendEmptyMessageXXX方法在其內(nèi)部又分別調(diào)用了其對(duì)應(yīng)的sendMessageXXX方法。

通過(guò)以下調(diào)用關(guān)系圖我們可以看的更清楚些:

由此可見(jiàn)所有的sendMessageXXX方法和sendEmptyMessageXXX最終都調(diào)用了sendMessageAtTime方法。

我們?cè)賮?lái)看看postXXX方法，會(huì)發(fā)現(xiàn)postXXX方法在其內(nèi)部又調(diào)用了對(duì)應(yīng)的sendMessageXXX方法，我們可以查看下sendMessage的源碼:

public final boolean post(Runnable r)
{
  return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}

可以看到內(nèi)部調(diào)用了getPostMessage方法，該方法傳入一個(gè)Runnable對(duì)象，得到一個(gè)Message對(duì)象，getPostMessage的源碼如下:

private static Message getPostMessage(Runnable r) {
  Message m = Message.obtain();
  m.callback = r;
  return m;
 }

通過(guò)上面的代碼我們可以看到在getPostMessage方法中，我們創(chuàng)建了一個(gè)Message對(duì)象，并將傳入的Runnable對(duì)象賦值給Message的callback成員字段，然后返回該Message，然后在post方法中該攜帶有Runnable信息的Message傳入到sendMessageDelayed方法中。由此我們可以看到所有的postXXX方法內(nèi)部都需要借助sendMessageXXX方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以postXXX與sendMessageXXX并不是對(duì)立關(guān)系，而是postXXX依賴(lài)sendMessageXXX，所以postXXX方法可以通過(guò)sendMessageXXX方法向消息隊(duì)列中傳入消息，只不過(guò)通過(guò)postXXX方法向消息隊(duì)列中傳入的消息都攜帶有Runnable對(duì)象（Message.callback）。

我們可以通過(guò)如下關(guān)系圖看清楚postXXX系列方法與sendMessageXXX方法之間的調(diào)用關(guān)系：

通過(guò)分別分析sendEmptyMessageXXX、postXXX方法與sendMessageXXX方法之間的關(guān)系，我們可以看到在Handler中所有可以直接或間接向消息隊(duì)列發(fā)送Message的方法最終都調(diào)用了sendMessageAtTime方法，該方法的源碼如下：

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;
  }
  //注意下面這行代碼
  return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}

該方法內(nèi)部調(diào)用了enqueueMessage方法，該方法的源碼如下：

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
  //注意下面這行代碼
  msg.target = this;
  if (mAsynchronous) {
   msg.setAsynchronous(true);
  }
  //注意下面這行代碼
  return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}

在該方法中有兩件事需要注意：

• 1. msg.target = this

該代碼將Message的target綁定為當(dāng)前的Handler

• 2. queue.enqueueMessage

變量queue表示的是Handler所綁定的消息隊(duì)列MessageQueue，通過(guò)調(diào)用queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis)我們將Message放入到消息隊(duì)列中。

所以我們通過(guò)下圖可以看到完整的方法調(diào)用順序：

我們?cè)诜治鯨ooper.loop()的源碼時(shí)發(fā)現(xiàn)，Looper一直在不斷的從消息隊(duì)列中通過(guò)MessageQueue的next方法獲取Message，然后通過(guò)代碼msg.target.dispatchMessage(msg)讓該msg所綁定的Handler（Message.target）執(zhí)行dispatchMessage方法以實(shí)現(xiàn)對(duì)Message的處理。
Handler的dispatchMessage的源碼如下：

public void dispatchMessage(Message msg) {
  //注意下面這行代碼
  if (msg.callback != null) {
   handleCallback(msg);
  } else {
    //注意下面這行代碼
   if (mCallback != null) {
    if (mCallback.handleMessage(msg)) {
     return;
    }
   }
    //注意下面這行代碼
   handleMessage(msg);
  }
}

我們來(lái)分析下這段代碼：

1.首先會(huì)判斷msg.callback存不存在，msg.callback是Runnable類(lèi)型，如果msg.callback存在，那么說(shuō)明該Message是通過(guò)執(zhí)行Handler的postXXX系列方法將Message放入到消息隊(duì)列中的，這種情況下會(huì)執(zhí)行handleCallback(msg), handleCallback源碼如下：

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

這樣我們我們就清楚地看到我們執(zhí)行了msg.callback的run方法，也就是執(zhí)行了postXXX所傳遞的Runnable對(duì)象的run方法。

2.如果我們不是通過(guò)postXXX系列方法將Message放入到消息隊(duì)列中的，那么msg.callback就是null，代碼繼續(xù)往下執(zhí)行，接著我們會(huì)判斷Handler的成員字段mCallback存不存在。mCallback是Hanlder.Callback類(lèi)型的，我們?cè)谏厦嫣岬竭^(guò)，在Handler的構(gòu)造函數(shù)中我們可以傳遞Hanlder.Callback類(lèi)型的對(duì)象，該對(duì)象需要實(shí)現(xiàn)handleMessage方法，如果我們?cè)跇?gòu)造函數(shù)中傳遞了該Callback對(duì)象，那么我們就會(huì)讓Callback的handleMessage方法來(lái)處理Message。

3.如果我們?cè)跇?gòu)造函數(shù)中沒(méi)有傳入Callback類(lèi)型的對(duì)象，那么mCallback就為null,那么我們會(huì)調(diào)用Handler自身的hanldeMessage方法，該方法默認(rèn)是個(gè)空方法，我們需要自己是重寫(xiě)實(shí)現(xiàn)該方法。

綜上，我們可以看到Handler提供了三種途徑處理Message，而且處理有前后優(yōu)先級(jí)之分：首先嘗試讓postXXX中傳遞的Runnable執(zhí)行，其次嘗試讓Handler構(gòu)造函數(shù)中傳入的Callback的handleMessage方法處理，最后才是讓Handler自身的handleMessage方法處理Message。

希望本文對(duì)于大家理解Android中的Handler和消息循環(huán)機(jī)制有所幫助。

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