深入理解异步消息处理机制Message，handler，MessageQueue，looper

本文转自：

http://www.cyqdata.com/android/article-detail-36658

本篇深入理解Android消息队列原理篇，将为您讲述Android世界中的消息机制，无论是android线程内部或者线程之间,当它们进行信息交互时,则会传递这些消息，为此，深入理解这些消息队列原理，将有助于我们更好的掌握android开发：

1.Message

消息对象，顾名思义就是记录消息信息的类。这个类有几个比较重要的字段：

a.arg1和arg2：我们可以使用两个字段用来存放我们需要传递的整型值，在Service中，我们可以用来存放Service的ID。

b.obj：该字段是Object类型，我们可以让该字段传递某个多项到消息的接受者中。

c.what：这个字段可以说是消息的标志，在消息处理中，我们可以根据这个字段的不同的值进行不同的处理，类似于我们在处理Button事件时，通过switch(v.getId())判断是点击了哪个按钮。

在使用Message时，我们可以通过new Message()创建一个Message实例，但是Android更推荐我们通过Message.obtain()或者Handler.obtainMessage()获取Message对象。这并不一定是直接创建一个新的实例，而是先从消息池中看有没有可用的Message实例，存在则直接取出并返回这个实例。反之如果消息池中没有可用的Message实例，则根据给定的参数new一个新Message对象。通过分析源码可得知，Android系统默认情况下在消息池中实例化10个Message对象。

2.MessageQueue

消息队列，用来存放Message对象的数据结构，按照“先进先出”的原则存放消息。存放并非实际意义的保存，而是将Message对象以链表的方式串联起来的。MessageQueue对象不需要我们自己创建，而是有Looper对象对其进行管理，一个线程最多只可以拥有一个MessageQueue。我们可以通过Looper.myQueue()获取当前线程中的MessageQueue。

3.Looper

MessageQueue的管理者，在一个线程中，如果存在Looper对象，则必定存在MessageQueue对象，并且只存在一个Looper对象和一个MessageQueue对象。在Android系统中，除了主线程有默认的Looper对象，其它线程默认是没有Looper对象。如果想让我们新创建的线程拥有Looper对象时，我们首先应调用Looper.prepare()方法，然后再调用Looper.loop()方法。典型的用法如下：

 

1. class LooperThread extends Thread  
2.   
3. {  
4.   
5.     public Handler mHandler;  
6.   
7.     public void run()  
8.   
9.     {  
10.   
11.         Looper.prepare();  
12.   
13.         //其它需要处理的操作   
14.   
15.         Looper.loop();  
16.   
17.     }  
18.   
19. }  

倘若我们的线程中存在Looper对象，则我们可以通过Looper.myLooper()获取，此外我们还可以通过Looper.getMainLooper()获取当前应用系统中主线程的Looper对象。在这个地方有一点需要注意，假如Looper对象位于应用程序主线程中，则Looper.myLooper()和Looper.getMainLooper()获取的是同一个对象。

4.Handler

消息的处理者。通过Handler对象我们可以封装Message对象，然后通过sendMessage(msg)把Message对象添加到MessageQueue中；当MessageQueue循环到该Message时，就会调用该Message对象对应的handler对象的handleMessage()方法对其进行处理。由于是在handleMessage()方法中处理消息，因此我们应该编写一个类继承自Handler，然后在handleMessage()处理我们需要的操作。

 

下面我们通过跟踪代码分析在Android中是如何处理消息。首先贴上测试代码：

1. /** 
2.  
3.  *  
4.  
5.  * @author coolszy 
6.  
7.  * @blog http://blog.csdn.net/coolszy 
8.  
9.  * 
10.  
11.  */  
12.   
13. public class MessageService extends Service  
14.   
15. {  
16.   
17.     private static final String TAG = "MessageService";  
18.   
19.     private static final int KUKA = 0;  
20.   
21.    
22.   
23.     private Looper looper;  
24.   
25.     private ServiceHandler handler;  
26.   
27.    
28.   
29.     /** 
30.  
31.      * 由于处理消息是在Handler的handleMessage()方法中，因此我们需要自己编写类 
32.  
33.      * 继承自Handler类，然后在handleMessage()中编写我们所需要的功能代码 
34.  
35.      * @author coolszy 
36.  
37.      * 
38.  
39.      */  
40.   
41.     private final class ServiceHandler extends Handler  
42.   
43.     {  
44.   
45.         public ServiceHandler(Looper looper)  
46.   
47.         {  
48.   
49.             super(looper);  
50.   
51.         }  
52.   
53.    
54.   
55.         @Override  
56.   
57.         public void handleMessage(Message msg)  
58.   
59.         {  
60.   
61.             // 根据what字段判断是哪个消息   
62.   
63.             switch (msg.what)  
64.   
65.             {  
66.   
67.             case KUKA:  
68.   
69.                 //获取msg的obj字段。我们可在此编写我们所需要的功能代码   
70.   
71.                 Log.i(TAG, "The obj field of msg:" + msg.obj);  
72.   
73.                 break;  
74.   
75.             // other cases   
76.   
77.             default:  
78.   
79.                 break;  
80.   
81.             }  
82.   
83.             // 如果我们Service已完成任务，则停止Service   
84.   
85.             stopSelf(msg.arg1);  
86.   
87.         }  
88.   
89.     }  
90.   
91.    
92.   
93.     @Override  
94.   
95.     public void onCreate()  
96.   
97.     {  
98.   
99.         Log.i(TAG, "MessageService-->onCreate()");  
100.   
101.    
102.   
103.         // 默认情况下Service是运行在主线程中，而服务一般又十分耗费时间，如果   
104.   
105.         // 放在主线程中，将会影响程序与用户的交互，因此把Service   
106.   
107.         // 放在一个单独的线程中执行   
108.   
109.         HandlerThread thread = new HandlerThread("MessageDemoThread", Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);  
110.   
111.         thread.start();  
112.   
113.    
114.   
115.         // 获取当前线程中的looper对象   
116.   
117.         looper = thread.getLooper();  
118.   
119.         //创建Handler对象，把looper传递过来使得handler、   
120.   
121.         //looper和messageQueue三者建立联系   
122.   
123.         handler = new ServiceHandler(looper);  
124.   
125.     }  
126.   
127.    
128.   
129.     @Override  
130.   
131.     public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId)  
132.   
133.     {  
134.   
135.         Log.i(TAG, "MessageService-->onStartCommand()");  
136.   
137.    
138.   
139.         //从消息池中获取一个Message实例   
140.   
141.         Message msg = handler.obtainMessage();  
142.   
143.         // arg1保存线程的ID，在handleMessage()方法中   
144.   
145.         // 我们可以通过stopSelf(startId)方法，停止服务   
146.   
147.         msg.arg1 = startId;  
148.   
149.         // msg的标志   
150.   
151.         msg.what = KUKA;  
152.   
153.         // 在这里我创建一个date对象，赋值给obj字段   
154.   
155.         // 在实际中我们可以通过obj传递我们需要处理的对象   
156.   
157.         Date date = new Date();  
158.   
159.         msg.obj = date;  
160.   
161.         // 把msg添加到MessageQueue中   
162.   
163.         handler.sendMessage(msg);  
164.   
165.    
166.   
167.         return START_STICKY;  
168.   
169.     }  
170.   
171.    
172.   
173.     @Override  
174.   
175.     public void onDestroy()  
176.   
177.     {  
178.   
179.         Log.i(TAG, "MessageService-->onDestroy()");  
180.   
181.     }  
182.   
183.    
184.   
185.     @Override  
186.   
187.     public IBinder onBind(Intent intent)  
188.   
189.     {  
190.   
191.         return null;  
192.   
193.     }  
194.   
195. }  

运行结果：

 

注：在测试代码中我们使用了HandlerThread类，该类是Thread的子类，该类运行时将会创建looper对象，使用该类省去了我们自己编写Thread子类并且创建Looper的麻烦。

 

下面我们分析下程序的运行过程：

1.onCreate()

首先启动服务时将会调用onCreate()方法，在该方法中我们new了一个HandlerThread对象，提供了线程的名字和优先级。

紧接着我们调用了start()方法，执行该方法将会调用HandlerThread对象的run()方法：

1. public void run() {  
2.   
3.         mTid = Process.myTid();  
4.   
5.         Looper.prepare();  
6.   
7.         synchronized (this) {  
8.   
9.             mLooper = Looper.myLooper();  
10.   
11.             notifyAll();  
12.   
13.         }  
14.   
15.         Process.setThreadPriority(mPriority);  
16.   
17.         onLooperPrepared();  
18.   
19.         Looper.loop();  
20.   
21.         mTid = -1;  
22.   
23.     }  

在run()方法中，系统给线程添加的Looper，同时调用了Looper的loop()方法：

1. public static final void loop() {  
2.   
3.         Looper me = myLooper();  
4.   
5.         MessageQueue queue = me.mQueue;  
6.   
7.         while (true) {  
8.   
9.             Message msg = queue.next(); // might block   
10.   
11.             //if (!me.mRun) {   
12.   
13.             //    break;   
14.   
15.             //}   
16.   
17.             if (msg != null) {  
18.   
19.                 if (msg.target == null) {  
20.   
21.                     // No target is a magic identifier for the quit message.   
22.   
23.                     return;  
24.   
25.                 }  
26.   
27.                 if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(  
28.   
29.                         ">>>>> Dispatching to " + msg.target + " "  
30.   
31.                         + msg.callback + ": " + msg.what  
32.   
33.                         );  
34.   
35.                 msg.target.dispatchMessage(msg);  
36.   
37.                 if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(  
38.   
39.                         "<<<<< Finished to    " + msg.target + " "  
40.   
41.                         + msg.callback);  
42.   
43.                 msg.recycle();  
44.   
45.             }  
46.   
47.         }  
48.   
49.     }  

通过源码我们可以看到loop()方法是个死循环，将会不停的从MessageQueue对象中获取Message对象，如果MessageQueue 对象中不存在Message对象，则结束本次循环，然后继续循环；如果存在Message对象，则执行 msg.target.dispatchMessage(msg)，但是这个msg的.target字段的值是什么呢？我们先暂时停止跟踪源码，返回到onCreate()方法中。线程执行完start()方法后，我们可以获取线程的Looper对象，然后new一个ServiceHandler对象，我们把Looper对象传到ServiceHandler构造函数中将使handler、looper和messageQueue三者建立联系。

2.onStartCommand()

执行完onStart()方法后，将执行onStartCommand()方法。首先我们从消息池中获取一个Message实例，然后给Message对象的arg1、what、obj三个字段赋值。紧接着调用sendMessage(msg)方法，我们跟踪源代码，该方法将会调用sendMessageDelayed(msg, 0)方法，而sendMessageDelayed()方法又会调用sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis)方法，在该方法中我们要注意该句代码msg.target = this，msg的target指向了this，而this就是ServiceHandler对象，因此msg的target字段指向了ServiceHandler对象，同时该方法又调用MessageQueue 的enqueueMessage(msg, uptimeMillis)方法：

1. final boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {  
2.   
3.         if (msg.when != 0) {  
4.   
5.             throw new AndroidRuntimeException(msg  
6.   
7.                     + " This message is already in use.");  
8.   
9.         }  
10.   
11.         if (msg.target == null && !mQuitAllowed) {  
12.   
13.             throw new RuntimeException("Main thread not allowed to quit");  
14.   
15.         }  
16.   
17.         synchronized (this) {  
18.   
19.             if (mQuiting) {  
20.   
21.                 RuntimeException e = new RuntimeException(  
22.   
23.                     msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");  
24.   
25.                 Log.w("MessageQueue", e.getMessage(), e);  
26.   
27.                 return false;  
28.   
29.             } else if (msg.target == null) {  
30.   
31.                 mQuiting = true;  
32.   
33.             }  
34.   
35.    
36.   
37.             msg.when = when;  
38.   
39.             //Log.d("MessageQueue", "Enqueing: " + msg);   
40.   
41.             Message p = mMessages;  
42.   
43.             if (p == null || when == 0 || when < p.when) {  
44.   
45.                 msg.next = p;  
46.   
47.                 mMessages = msg;  
48.   
49.                 this.notify();  
50.   
51.             } else {  
52.   
53.                 Message prev = null;  
54.   
55.                 while (p != null && p.when <= when) {  
56.   
57.                     prev = p;  
58.   
59.                     p = p.next;  
60.   
61.                 }  
62.   
63.                 msg.next = prev.next;  
64.   
65.                 prev.next = msg;  
66.   
67.                 this.notify();  
68.   
69.             }  
70.   
71.         }  
72.   
73.         return true;  
74.   
75.     }  

该方法主要的任务就是把Message对象的添加到MessageQueue中（数据结构最基础的东西，自己画图理解下）。

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

3.handleMessage(msg)

onStartCommand()执行完毕后我们的Service中的方法就执行完毕了，那么handleMessage()是怎么调用的呢？在前面分析的loop()方法中，我们当时不知道msg的target字段代码什么，通过上面分析现在我们知道它代表ServiceHandler对象，msg.target.dispatchMessage(msg);则表示执行ServiceHandler对象中的dispatchMessage()方法：

1. public void dispatchMessage(Message msg) {  
2.   
3.         if (msg.callback != null) {  
4.   
5.             handleCallback(msg);  
6.   
7.         } else {  
8.   
9.             if (mCallback != null) {  
10.   
11.                 if (mCallback.handleMessage(msg)) {  
12.   
13.                     return;  
14.   
15.                 }  
16.   
17.             }  
18.   
19.             handleMessage(msg);  
20.   
21.         }  
22.   
23.     }  

该方法首先判断callback是否为空，我们跟踪的过程中未见给其赋值，因此callback字段为空，所以最终将会执行handleMessage()方法，也就是我们ServiceHandler类中复写的方法。在该方法将根据what字段的值判断执行哪段代码。

至此，我们看到，一个Message经由Handler的发送，MessageQueue的入队，Looper的抽取，又再一次地回到Handler的怀抱中。而绕的这一圈，也正好帮助我们将同步操作变成了异步操作。