Android中的MessageQueue,Handler,Looper和Thread

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前几天和一位同事讨论Android中Handler和Thread，其中一个问题是：创建Handler时会不会创建Thread？

我对JAVA编程不熟，但直觉告诉我不会：我认为Handler只是用来辅助实现异步操作的东西。当时我拿了GTK+中的idle来做对比，sendMessage就相当于加一个idle函数，系统处理完前面的Message后就会处理这个Message。毕竟没有看过里面的实现代码，所以当时并不确信。今天看了下：

MessageQueue

消息队列MessageQueue是一个以执行时间为序的优先级队列：

o 普通消息的执行为当前时间，先发送的前面，后发送在后面，这是典型的FIFO。

o 最高优先级的消息执行时间为0，所以直接插在队列的最前面，通常会立即执行。

o 而在将来执行的Message相当于timer，执行时间为当前时间+delay的时间。

MessageQueue的函数boolean enqueueMessage(Message msg, long when)用来向队列中插入消息。

Message和GTK+ idle不同之处在于，Message只是一段数据，里面说明了要做什么，但不并知道如何做。而idle带有自己的数据和处理函数，它知道如何做。Message放入队列中后，在处理这些消息时到底要做些什么呢？这就引入了Handler:

Handler

Handler对消息队列的enqueueMessage做了包装，这其实并不重要，因为完全可以直接调用enqueueMessage来实现。重要的Handler把在包装enqueueMessage的同时，把Message的target设成了自己，即为Message指定执行的行为：

        if (queue != null) {
            msg.target = this;
            sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
        }

这样一来，当前Message被处理的时候就会调用Handler的dispatchMessage，而这个函数就会调用你要实现的虚函数handleMessage了。经过消息队列转了一圈，还是调用了你自己的实现函数，但是同步操作变成了异步操作。

    public void dispatchMessage(Message msg) {
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }
            handleMessage(msg);
        }
    }

Looper

Message放在消息队列里了，谁来一个一个的取出来处理呢？这时轮到Looper上场了，它的函数loop会一直循环处理队列中的消息，直到遇上一个没有target的Message:

    public static final void loop() {
        Looper me = myLooper();
        MessageQueue queue = me.mQueue;
        while (true) {
            Message msg = queue.next(); // might block
            //if (!me.mRun) {
            //    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();
            }
        }
    }

由此可见：一个Looper总是和一个MessageQueue关联起来的。

Thread

loop只是一个函数，它也需要别人来执行它。由于它一执行就会阻塞在那里，所以一定需要一个线程来调用：

  *  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();
  *      }
  *  }

一个Looper也总是和一个Thread关联起来的，不过不一定要创建新线程，可以是主线程的。Handler和Thread不是一一对应的，理论上，在一个LooperThread中，可以有任何多个Handler，每个消息都可以指定不同的Handler，因为每个消息都可以有不同的行为。

在创建Handler时并不会创建Thread，它只是取当前线程的Looper的MessageQueue：

    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());
            }
        }
 
        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 = null;
    }

通过myLooper取出当前线程的Looper:

    public static final Looper myLooper() {
        return (Looper)sThreadLocal.get();
    }

这个Looper是在Looper.prepare里创建的：

    public static final void prepare() {
        if (sThreadLocal.get() != null) {
            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
        }
        sThreadLocal.set(new Looper());
    }