【Android】Android消息处理机制
三大核心类
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
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:
public class LooperThread extends Thread {
@Override
public void 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,线程就升级为Looper线程了!!!
看看这两行代码各自做了什么
Looper.prepare()
通过上图可以看到,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?看看源码:
public class 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
private static final 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
public static final void prepare() {
if (sThreadLocal.get() != null) {
// 试图在有Looper的线程中再次创建Looper将抛出异常
throw new 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。
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。
其源码如下:
public static final void loop() {
Looper me = myLooper(); //得到当前线程Looper
MessageQueue queue = me.mQueue; //得到当前looper的MQ
Binder.clearCallingIdentity();
final long 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); final long 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:
public static final 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:
public Thread getThread() {
return mThread;
}
quit()方法结束looper循环:
public void 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,对Looper总结几点:
- 每个线程有且最多只能有一个Looper对象,它是一个ThreadLocal
- 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
- Looper使一个线程变成Looper线程。
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:
public class handler { final MessageQueue mQueue; // 关联的MQ
final Looper mLooper; // 关联的looper
final Callback mCallback;
// 其他属性 public Handler() {
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());
}
}
// 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) {
throw new 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:
public class LooperThread extends Thread {
private Handler handler1;
private Handler handler2; @Override
public void 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,我们就可使用post(Runnable)
, postAtTime(Runnable,long)
, postDelayed(Runnable,long)
,sendEmptyMessage(int)
, sendMessage(Message)
, sendMessageAtTime(Message, long)
和 sendMessageDelayed(Message, long)
这些方法向MQ上发送消息了。
只是看这些API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:
// 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
public final boolean post(Runnable r)
{
// 注意getPostMessage(r)将runnable封装成message
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
} private final 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;
} public boolean 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;
}
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dispatchMessage(Message msg)与钩子方法handleMessage(Message msg)完成的,见源码
// 处理消息,该方法由looper调用
public void 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
private final void handleCallback(Message message) {
message.callback.run(); //直接调用run方法!
}
// 由子类实现的钩子方法
public void handleMessage(Message msg) {
}
除了handleMessage(Message 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
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)
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。
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有几个重要的全局变量:
/**
* User-defined message code so that the recipient can identify
* what this message is about. Each {@link Handler} has its own name-space
* for message codes, so you do not need to worry about yours conflicting
* with other handlers.
*/
public int what;//用户定义的标识,可以理解为id // Use these fields instead of using the class's Bundle if you can.
/** 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 arg1; //如果希望带上简单的int数据可以用这个参数,而不需要用Bundle /** 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; /** An arbitrary object to send to the recipient. This must be null when
* sending messages across processes. */
public Object obj;//发送给接收者的任意对象,当夸进程发送时必须为空 /** Optional Messenger where replies to this message can be sent.
*/
public Messenger replyTo; /*package*/ long when;//主要用户保存时间 /*package*/ Bundle data;//数据 /*package*/ Handler target; //将要处理该消息的Handler对象 /*package*/ Runnable callback; //回调函数 // sometimes we store linked lists of these things
/*package*/ Message next;//指向MessageQueue中的下一个Message,这样MessageQueue就构成了一个链式结构
message的用法有几点需要注意
- 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。
- 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
- 擅用message.what来标识信息,以便用不同方式处理message。
参考文章
http://www.cnblogs.com/codingmyworld/
http://www.cnblogs.com/chiefhsing/archive/2013/01/06/2847953.html
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