Handler-Looper-Message源码解析

Handler-Looper-Message是Android中重要的异步消息处理机制,也是Android开发中不得不谈的东西这也是Activity等组件中工作机制实现的重要部分,作为Android源码阅读在合适不过了。

1、概论

Message用于存储数据,Looper与当前线程绑定,创建一个MessageQueue,无限循环从中读取Message,当MessageQueue为空时阻塞,Handler可以获取线程绑定的Lopper,Handler发送Messager到Looper的MessageQueue,Looper取出的Message再交给Handler处理。(例:Handler用于子线程更新UI,主线程中创建Handler,它与主线程的Looper绑定,然后在子线程中使用Handler发送消息,Looper取出后Handler在它创建的主线程中执行)

2、源码解析

1、Message

Messsag用于存储传递的数据。

/**
* arg1 and arg2 are lower-cost alternatives to using
* {@link #setData(Bundle) setData()} if *you only need to store a few integer *values.
*arg1和arg2是低成本数据的选择方案
*如果只要存储一些integer只用选择它*们,不必使用setData();
    */
   public int arg1;
   /**
    * arg1 and arg2 are lower-cost alternatives to using
    * {@link #setData(Bundle) setData()} if you only need to store a
    * few integer values.
    */
   public int arg2;

创建Message不必使用它的构造方法,使用obtain();可以从Message池中取出一个Message,避免多次创建新的Message对象。

    * Return a new Message instance from the global pool. Allows us to
    * avoid allocating new objects in many cases.
    */
   public static Message obtain() {
       synchronized (sPoolSync) {
           if (sPool != null) {
               Message m = sPool;
               sPool = m.next;
               m.next = null;
               m.flags = 0; // clear in-use flag
               sPoolSize--;
               return m;
           }
       }
       return new Message();
   }
   /**
    * Same as {@link #obtain()}, but copies the values of an existing
    * message (including its target) into the new one.
    * @param orig Original message to copy.
    * @return A Message object from the global pool.
    */
   public static Message obtain(Message orig) {
       Message m = obtain();
       m.what = orig.what;
       m.arg1 = orig.arg1;
       m.arg2 = orig.arg2;
       m.obj = orig.obj;
       m.replyTo = orig.replyTo;
       m.sendingUid = orig.sendingUid;
       if (orig.data != null) {
           m.data = new Bundle(orig.data);
       }
       m.target = orig.target;
       m.callback = orig.callback;
       return m;
   }
   /**
    * Same as {@link #obtain()}, but sets the value for the target member on the Message returned.
    * @param h  Handler to assign to the returned Message object's target member.
    * @return A Message object from the global pool.
    */
   public static Message obtain(Handler h) {
       Message m = obtain();
       m.target = h;
       return m;
   }

2、Looper

Looper定义有一个MessageQueue对象和一个ThreadLocal对象,Looper只会与一个线程绑定,下面看源码,主要是prepare()和loop()两个方法,Activity的启动代码中,在当前UI线程就会调用Looper.prepare()和Looper.loop()方法。

    /** 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()}.
     */
   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));
   }

hreadLocal是一个ThreadLocal对象,可以在一个线程中存储变量。可以看到,将一个Looper的实例放入了ThreadLocal,并且2-4行判断了sThreadLocal是否为null,否则抛出异常。这也就说明了Looper.prepare()方法不能被调用两次,同时也保证了一个线程中只有一个Looper实例,接下来是loop()方法

   /**
    * Run the message queue in this thread. Be sure to call
    * {@link #quit()} to end the loop.
    */
   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;
       // Make sure the identity of this thread is that of the local process,
       // and keep track of what that identity token actually is.
       Binder.clearCallingIdentity();
       final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
       for (;;) {
           Message msg = queue.next(); // might block
           if (msg == null) {
               // No message indicates that the message queue is quitting.
               return;
           }
           // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
           Printer logging = me.mLogging;
           if (logging != null) {
               logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
                       msg.callback + ": " + msg.what);
           }
           msg.target.dispatchMessage(msg);
           if (logging != null) {
               logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
           }
           // Make sure that during the course of dispatching the
           // identity of the thread wasn't corrupted.
           final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
           if (ident != newIdent) {
               Log.wtf(TAG, "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);
           }
           msg.recycleUnchecked();
       }
   }
   /**
    * Return the Looper object associated with the current thread.  Returns
    * null if the calling thread is not associated with a Looper.
    */
   public static Looper myLooper() {
       return sThreadLocal.get();
   }

方法中直接获取了sThreadLocal存储的Looper实例,如果me为null则抛出异常,这就是说looper方法必须在prepare方法之后才运行。然后拿到该looper实例中的mQueue,就进入了无限循环。然后一直取出一条消息,直到没有消息则阻塞。

获取消息后使用msg.target.dispatchMessage(msg);把消息交给msg的target的dispatchMessage方法去处理。Msg的target是什么呢?其实就是handler对象,下面会进行分析。最后释放消息占据的资源。

3、Handle重要上场了

首先看下它是怎么与Looper链接起来的

   /**
    * Use the {@link Looper} for the current thread with the specified callback interface
    * and set whether the handler should be asynchronous.
    *
    * Handlers are synchronous by default unless this constructor is used to make
    * one that is strictly asynchronous.
    *
    * Asynchronous messages represent interrupts or events that do not require global ordering
    * with respect to synchronous messages.  Asynchronous messages are not subject to
    * the synchronization barriers introduced by {@link MessageQueue#enqueueSyncBarrier(long)}.
    *
    * @param callback The callback interface in which to handle messages, or null.
    * @param async If true, the handler calls {@link Message#setAsynchronous(boolean)} for
    * each {@link Message} that is sent to it or {@link Runnable} that is posted to it.
    *
    * @hide
    */
   public Handler(Callback callback, boolean async) {
       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());
           }
       }
       mLooper = Looper.myLooper();
       if (mLooper == null) {
           throw new RuntimeException(
               "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
       }
       mQueue = mLooper.mQueue;
       mCallback = callback;
       mAsynchronous = async;
   }

英文文档写的很详细,大意就是通过Looper.myLooper()获取了当前线程保存的Looper实例,然后又获取了这个Looper实例中保存的MessageQueue(消息队列),这样就保证了handler的实例与我们Looper实例中MessageQueue关联上了。

接下来看下常用的sendMessage()

public final boolean sendMessage(Message msg){
return sendMessageDelayed(msg, 0);
   }
public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
       Message msg = Message.obtain();
       msg.what = what;
       return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);
   }

都调用到sendMessageDelayed

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);
   }

这里就给target赋值为this,就是上面说的target就是Handler了,所以最终会调用queue的enqueueMessage的方法,也就是说handler发出的消息,最终会保存到消息队列中去。然后就联系上面Looper中的无限循环取出Message了,所以最终会调用Handler的dispatchMessage(msg);

   /**
    * Handle system messages here.
    */
   public void dispatchMessage(Message msg) {
       if (msg.callback != null) {
           handleCallback(msg);
       } else {
           if (mCallback != null) {
               if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                   return;
               }
           }
           handleMessage(msg);
       }
   }
/**
    * Subclasses must implement this to receive messages.
    */
   public void handleMessage(Message msg) {
   }

这个就是个空方法,所以需要我们对它进行复写。于是乎,处理Message就交到我们手中了。

3、总结

1、首先利用Looper.prepare()在本线程绑定一个Looper实例,然后该实例中保存一个MessageQueue对象;因为Looper.prepare()在一个线程中只能调用一次,所以在一个线程中只有一个MessgeQueue。

2、Looper.loop()会让当前线程进入一个无限循环,不断从MessageQueue的实例中读取消息,然后回调msg.target.dispatchMessage(msg)方法。

3、Handler的构造方法,会首先得到当前线程中保存的Looper实例,进而与Looper实例中的MessageQueue关联。

4、Handler的sendMessage方法,会给msg的target赋值为handler,然后加入MessageQueue中。

5、在构造Handler实例时,我们会重写handleMessage方法,也就是msg.target.dispatchMessage(msg)最终调用的方法。

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