深入剖析Android消息機(jī)制 - 全文

　　在Android 中，線程內(nèi)部或者線程之間進(jìn)行信息交互時(shí)經(jīng)常會(huì)使用消息，這些基礎(chǔ)的東西如果我們熟悉其內(nèi)部的原理，將會(huì)使我們?nèi)菀?、更好地架?gòu)系統(tǒng)，避免一些低級(jí)的錯(cuò)誤。在學(xué)習(xí)Android中消息機(jī)制之前，我們先了解與消息有關(guān)的幾個(gè)類：

　　1.Message

　　消息對(duì)象，顧名思義就是記錄消息信息的類。這個(gè)類有幾個(gè)比較重要的字段：

　　a.arg1和arg2：我們可以使用兩個(gè)字段用來(lái)存放我們需要傳遞的整型值，在Service中，我們可以用來(lái)存放Service的ID。

　　b.obj：該字段是Object類型，我們可以讓該字段傳遞某個(gè)多項(xiàng)到消息的接受者中。

　　c.what：這個(gè)字段可以說(shuō)是消息的標(biāo)志，在消息處理中，我們可以根據(jù)這個(gè)字段的不同的值進(jìn)行不同的處理，類似于我們?cè)谔幚鞡utton事件時(shí)，通過(guò)switch(v.getId())判斷是點(diǎn)擊了哪個(gè)按鈕。

　　在使用Message時(shí)，我們可以通過(guò)new Message()創(chuàng)建一個(gè)Message實(shí)例，但是Android 更 推薦我們通過(guò)Message.obtain()或者Handler.obtainMessage()獲取Message對(duì)象。這并不一定是直接創(chuàng)建一個(gè)新 的實(shí)例，而是先從消息池中看有沒(méi)有可用的Message實(shí)例，存在則直接取出并返回這個(gè)實(shí)例。反之如果消息池中沒(méi)有可用的Message實(shí)例，則根據(jù)給定 的參數(shù)new一個(gè)新Message對(duì)象。通過(guò)分析源碼可得知，Android系統(tǒng)默認(rèn)情況下在消息池中實(shí)例化10個(gè)Message對(duì)象。

　　2.MessageQueue

　　消息隊(duì)列，用來(lái)存放Message對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，按照“先進(jìn)先出”的原則存放消息。存放并非實(shí)際意義的保存，而是將Message對(duì)象以鏈表的方 式串聯(lián)起來(lái)的。MessageQueue對(duì)象不需要我們自己創(chuàng)建，而是有Looper對(duì)象對(duì)其進(jìn)行管理，一個(gè)線程最多只可以擁有一個(gè) MessageQueue。我們可以通過(guò)Looper.myQueue()獲取當(dāng)前線程中的MessageQueue。

　　3.Looper

　　MessageQueue的管理者，在一個(gè)線程中，如果存在Looper對(duì)象，則必定存在MessageQueue對(duì)象，并且只存在一個(gè)Looper對(duì)象和一個(gè)MessageQueue對(duì)象。在Android 系統(tǒng)中，除了主線程有默認(rèn)的Looper對(duì)象，其它線程默認(rèn)是沒(méi)有Looper對(duì)象。如果想讓我們新創(chuàng)建的線程擁有Looper對(duì)象時(shí)，我們首先應(yīng)調(diào)用Looper.prepare()方法，然后再調(diào)用Looper.loop()方法。典型的用法如下：

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　　class LooperThread extends Thread

　　{

　　public Handler mHandler;

　　public void run()

　　{

　　Looper.prepare();

　　//其它需要處理的操作

　　Looper.loop();

　　}

　　}

　　倘若我們的線程中存在Looper對(duì)象，則我們可以通過(guò)Looper.myLooper()獲取，此外我們還可以通過(guò) Looper.getMainLooper()獲取當(dāng)前應(yīng)用系統(tǒng)中主線程的Looper對(duì)象。在這個(gè)地方有一點(diǎn)需要注意，假如Looper對(duì)象位于應(yīng)用程 序主線程中，則Looper.myLooper()和Looper.getMainLooper()獲取的是同一個(gè)對(duì)象。

　　4.Handler

　　消息的處理者。通過(guò)Handler對(duì)象我們可以封裝Message對(duì)象，然后通過(guò)sendMessage(msg)把Message對(duì)象添加到 MessageQueue中;當(dāng)MessageQueue循環(huán)到該Message時(shí)，就會(huì)調(diào)用該Message對(duì)象對(duì)應(yīng)的handler對(duì)象的 handleMessage()方法對(duì)其進(jìn)行處理。由于是在handleMessage()方法中處理消息，因此我們應(yīng)該編寫(xiě)一個(gè)類繼承自 Handler，然后在handleMessage()處理我們需要的操作。

　　view plaincopy to clipboardprint?

　　# public class MessageService extends Service

　　#

　　# {

　　# private static final String TAG = “MessageService”;

　　# private static final int KUKA = 0;

　　# private Looper looper;

　　# private ServiceHandler handler;

　　# /**

　　# * 由于處理消息是在Handler的handleMessage()方法中，因此我們需要自己編寫(xiě)類

　　# * 繼承自Handler類，然后在handleMessage()中編寫(xiě)我們所需要的功能代碼

　　# * @author coolszy

　　# *

　　# */

　　# private final class ServiceHandler extends Handler

　　# {

　　# public ServiceHandler(Looper looper)

　　# {

　　# super(looper);

　　# }

　　#

　　# @Override

　　# public void handleMessage(Message msg)

　　# {

　　# // 根據(jù)what字段判斷是哪個(gè)消息

　　# switch (msg.what)

　　# {

　　# case KUKA：

　　# //獲取msg的obj字段。我們可在此編寫(xiě)我們所需要的功能代碼

　　# Log.i(TAG， “The obj field of msg：” + msg.obj);

　　# break;

　　# // other cases

　　# default：

　　# break;

　　# }

　　# // 如果我們Service已完成任務(wù)，則停止Service

　　# stopSelf(msg.arg1);

　　# }

　　# }

　　#

　　# @Override

　　# public void onCreate()

　　# {

　　# Log.i(TAG， “MessageService-->onCreate()”);

　　# // 默認(rèn)情況下Service是運(yùn)行在主線程中，而服務(wù)一般又十分耗費(fèi)時(shí)間，如果

　　# // 放在主線程中，將會(huì)影響程序與用戶的交互，因此把Service

　　# // 放在一個(gè)單獨(dú)的線程中執(zhí)行

　　# HandlerThread thread = new HandlerThread(“MessageDemoThread”， Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);

　　# thread.start();

　　# // 獲取當(dāng)前線程中的looper對(duì)象

　　# looper = thread.getLooper();

　　# //創(chuàng)建Handler對(duì)象，把looper傳遞過(guò)來(lái)使得handler、

　　# //looper和messageQueue三者建立聯(lián)系

　　# handler = new ServiceHandler(looper);

　　# }

　　#

　　# @Override

　　# public int onStartCommand(Intent intent， int flags， int startId)

　　# {

　　# Log.i(TAG， “MessageService-->onStartCommand()”);

　　#

　　# //從消息池中獲取一個(gè)Message實(shí)例

　　# Message msg = handler.obtainMessage();

　　# // arg1保存線程的ID，在handleMessage()方法中

　　# // 我們可以通過(guò)stopSelf(startId)方法，停止服務(wù)

　　# msg.arg1 = startId;

　　# // msg的標(biāo)志

　　# msg.what = KUKA;

　　# // 在這里我創(chuàng)建一個(gè)date對(duì)象，賦值給obj字段

　　# // 在實(shí)際中我們可以通過(guò)obj傳遞我們需要處理的對(duì)象

　　# Date date = new Date();

　　# msg.obj = date;

　　# // 把msg添加到MessageQueue中

　　# handler.sendMessage(msg);

　　# return START_STICKY;

　　# }

　　#

　　# @Override

　　# public void onDestroy()

　　# {

　　# Log.i(TAG， “MessageService-->onDestroy()”);

　　# }

　　#

　　# @Override

　　# public IBinder onBind(Intent intent)

　　# {

　　# return null;

　　# }

　　# }

　　注：在測(cè)試代碼中我們使用了HandlerThread類，該類是Thread的子類，該類運(yùn)行時(shí)將會(huì)創(chuàng)建looper對(duì)象，使用該類省去了我們自己編寫(xiě)Thread子類并且創(chuàng)建Looper的麻煩。

　　下面我們通過(guò)查看源碼，分析下程序的運(yùn)行過(guò)程：

　　1.onCreate()

　　首先啟動(dòng)服務(wù)時(shí)將會(huì)調(diào)用onCreate()方法，在該方法中我們new了一個(gè)HandlerThread對(duì)象，提供了線程的名字和優(yōu)先級(jí)。

　　緊接著我們調(diào)用了start()方法，執(zhí)行該方法將會(huì)調(diào)用HandlerThread對(duì)象的run()方法：

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　　public void run() {

　　mTid = Process.myTid();

　　Looper.prepare();

　　synchronized (this) {

　　mLooper = Looper.myLooper();

　　notifyAll();

　　}

　　Process.setThreadPriority(mPriority);

　　onLooperPrepared();

　　Looper.loop();

　　mTid = -1;

　　}

　　在run()方法中，系統(tǒng)給線程添加的Looper，同時(shí)調(diào)用了Looper的loop()方法：

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　　1. public static final void loop() {

　　2.

　　3. Looper me = myLooper();

　　4. MessageQueue queue = me.mQueue;

　　5. while (true) {

　　6. Message msg = queue.next(); // might block

　　7. //if (!me.mRun) {

　　8. // break;

　　9. //}

　　10. if (msg != null) {

　　11. if (msg.target == null) {

　　12. // No target is a magic identifier for the quit message.

　　13. return;

　　14. }

　　15. if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(

　　16. “>>>>> Dispatching to ” + msg.target + “ ”

　　17. + msg.callback + “： ” + msg.what

　　18. );

　　19. msg.target.dispatchMessage(msg);

　　20. if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(

　　21. “<<<<< Finished to ” + msg.target + “ ”

　　22. + msg.callback);

　　23. msg.recycle();

　　24. }

　　25. }

　　26. }

　　通過(guò)源碼我們可以看到loop()方法是個(gè)死循環(huán)，將會(huì)不停的從MessageQueue對(duì)象中獲取Message對(duì)象，如果MessageQueue 對(duì)象中不存在Message對(duì)象，則結(jié)束本次循環(huán)，然后繼續(xù)循環(huán);如果存在Message對(duì)象，則執(zhí)行 msg.target.dispatchMessage(msg)，但是這個(gè)msg的.target字段的值是什么呢?我們先暫時(shí)停止跟蹤源碼，返回到 onCreate()方法中。線程執(zhí)行完start()方法后，我們可以獲取線程的Looper對(duì)象，然后new一個(gè)ServiceHandler對(duì)象， 我們把Looper對(duì)象傳到ServiceHandler構(gòu)造函數(shù)中將使handler、looper和messageQueue三者建立聯(lián)系。

　　2.onStartCommand()

　　執(zhí)行完onStart()方法后，將執(zhí)行onStartCommand()方法。首先我們從消息池中獲取一個(gè)Message實(shí)例，然后給 Message對(duì)象的arg1、what、obj三個(gè)字段賦值。緊接著調(diào)用sendMessage(msg)方法，我們跟蹤源代碼，該方法將會(huì)調(diào)用 sendMessageDelayed(msg， 0)方法，而sendMessageDelayed()方法又會(huì)調(diào)用sendMessageAtTime(msg， SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis)方法，在該方法中我們要注意該句代碼msg.target = this，msg的target指向了this，而this就是ServiceHandler對(duì)象，因此msg的target字段指向了 ServiceHandler對(duì)象，同時(shí)該方法又調(diào)用MessageQueue 的enqueueMessage(msg， uptimeMillis)方法：

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　　# final boolean enqueueMessage(Message msg， long when) {

　　# if (msg.when != 0) {

　　# throw new AndroidRuntimeException(msg

　　# + “ This message is already in use.”);

　　# }

　　# if (msg.target == null && !mQuitAllowed) {

　　# throw new RuntimeException(“Main thread not allowed to quit”);

　　# }

　　# synchronized (this) {

　　# if (mQuiting) {

　　# RuntimeException e = new RuntimeException(

　　# msg.target + “ sending message to a Handler on a dead thread”);

　　# Log.w(“MessageQueue”， e.getMessage()， e);

　　# return false;

　　# } else if (msg.target == null) {

　　# mQuiting = true;

　　# }

　　# msg.when = when;

　　# //Log.d(“MessageQueue”， “Enqueing： ” + msg);

　　# Message p = mMessages;

　　# if (p == null || when == 0 || when < p.when) {

　　# msg.next = p;

　　# mMessages = msg;

　　# this.notify();

　　# } else {

　　# Message prev = null;

　　# while (p != null && p.when <= when) {

　　# prev = p;

　　# p = p.next;

　　# }

　　# msg.next = prev.next;

　　# prev.next = msg;

　　# this.notify();

　　# }

　　# }

　　# return true;

　　# }

　　該方法主要的任務(wù)就是把Message對(duì)象的添加到MessageQueue中(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最基礎(chǔ)的東西，自己畫(huà)圖理解下)。

　　handler.sendMessage()-->handler.sendMessageDelayed()-->handler.sendMessageAtTime()-->msg.target = this;queue.enqueueMessage==>把msg添加到消息隊(duì)列中

　　3.handleMessage(msg)

　　onStartCommand()執(zhí)行完畢后我們的Service中的方法就執(zhí)行完畢了，那么handleMessage()是怎么調(diào)用的呢?在前 面分析的loop()方法中，我們當(dāng)時(shí)不知道m(xù)sg的target字段代碼什么，通過(guò)上面分析現(xiàn)在我們知道它代表ServiceHandler對(duì) 象，msg.target.dispatchMessage(msg);則表示執(zhí)行ServiceHandler對(duì)象中的 dispatchMessage()方法：

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　　1. public void dispatchMessage(Message msg) {

　　2. if (msg.callback != null) {

　　3. handleCallback(msg);

　　4. } else {

　　5. if (mCallback != null) {

　　6. if (mCallback.handleMessage(msg)) {

　　7. return;

　　8. }

　　9. }

　　10. handleMessage(msg);

　　11. }

　　12. }

　　該方法首先判斷callback是否為空，我們跟蹤的過(guò)程中未見(jiàn)給其賦值，因此callback字段為空，所以最終將會(huì)執(zhí)行handleMessage()方法，也就是我們ServiceHandler類中復(fù)寫(xiě)的方法。在該方法將根據(jù)what字段的值判斷執(zhí)行哪段代碼。

　　至此，我們看到，一個(gè)Message經(jīng)由Handler的發(fā)送，MessageQueue的入隊(duì)，Looper的抽取，又再一次地回到Handler的懷抱中。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。