Android Looper和Handler

Message：消息，其中包含了消息ID，消息处理对象以及处理的数据等，由MessageQueue统一列队，终由Handler处理。

Handler：处理者，负责Message的发送及处理。使用Handler时，需要实现handleMessage(Message msg)方法来对特定的Message进行处理，例如更新UI等。

MessageQueue：消息队列，用来存放Handler发送过来的消息，并按照FIFO规则执行。当然，存放Message并非实际意义的保存，而是将Message以链表的方式串联起来的，等待Looper的抽取。

Looper：消息泵，不断地从MessageQueue中抽取Message执行。因此，一个MessageQueue需要一个Looper。

Thread：线程，负责调度整个消息循环，即消息循环的执行场所。

Android系统的消息队列和消息循环都是针对具体线程的，一个线程可以存在（当然也可以不存在）一个消息队列和一个消 息循环（Looper），特定线程的消息只能分发给本线程，不能进行跨线程，跨进程通讯。但是创建的工作线程默认是没有消息循环和消息队列的，如果想让该 线程具有消息队列和消息循环，需要在线程中首先调用Looper.prepare()来创建消息队列，然后调用Looper.loop()进入消息循环。 如下例所示：

[Java] 纯文本查看 复制代码

?

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

13

14

15

classLooperThread extendsThread {

      publicHandler mHandler;

 

      publicvoid run() {

          Looper.prepare();

 

          mHandler = newHandler() {

              publicvoid handleMessage(Message msg) {

                  // process incoming messages here

              }

          };

 

          Looper.loop();

      }

  }

这样你的线程就具有了消息处理机制了，在Handler中进行消息处理。

     Activity是一个UI线程，运行于主线程中，Android系统在启动的时候会为Activity创建一个消息队列和消息循环（Looper）。详细实现请参考ActivityThread.java文件
Android应用程序进程在启动的时候，会在进程中加载ActivityThread类，并且执行这个类的main函数，应用程序的消息循环过程就是在这个main函数里面实现的

[Java] 纯文本查看 复制代码

?

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

publicfinal class ActivityThread {

        ......

 

        publicstatic final void main(String[] args) {

                ......

 

                Looper.prepareMainLooper();

 

                ......

 

                ActivityThread thread = newActivityThread();

                thread.attach(false);

                 

                ......

 

                Looper.loop();

 

                ......

 

                thread.detach();

 

                ......

        }

}

这个函数做了两件事情，一是在主线程中创建了一个ActivityThread实例，二是通过Looper类使主线程进入消息循环中，这里我们只关注后者。

        首先看Looper.prepareMainLooper函数的实现，这是一个静态成员函数，定义在frameworks/base/core/java/android/os/Looper.java文件中：

[Java] 纯文本查看 复制代码

?

001

002

003

004

005

006

007

008

009

010

011

012

013

014

015

016

017

018

019

020

021

022

023

024

025

026

027

028

029

030

031

032

033

034

035

036

037

038

039

040

041

042

043

044

045

046

047

048

049

050

051

052

053

054

055

056

057

058

059

060

061

062

063

064

065

066

067

068

069

070

071

072

073

074

075

076

077

078

079

080

081

082

083

084

085

086

087

088

089

090

091

092

093

094

095

096

097

098

099

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

176

177

178

179

180

181

182

183

184

185

186

187

188

189

190

//Looper类分析

//没找到合适的分析代码的办法，只能这么来了。每个重要行的上面都会加上注释

//功能方面的代码会在代码前加上一段分析

publicclass Looper {

   //static变量，判断是否打印调试信息。

    privatestatic final boolean DEBUG = false;

    privatestatic final boolean localLOGV = DEBUG ? Config.LOGD : Config.LOGV;

 

    // sThreadLocal.get() will return null unless you've called prepare().

//线程本地存储功能的封装，TLS，thread local storage,什么意思呢？因为存储要么在栈上，例如函数内定义的内部变量。要么在堆上，例如new或者malloc出来的东西

//但是现在的系统比如Linux和windows都提供了线程本地存储空间，也就是这个存储空间是和线程相关的，一个线程内有一个内部存储空间，这样的话我把线程相关的东西就存储到

//这个线程的TLS中，就不用放在堆上而进行同步操作了。

    privatestatic final ThreadLocal sThreadLocal = newThreadLocal();

//消息队列，MessageQueue，看名字就知道是个queue..

    finalMessageQueue mQueue;

    volatileboolean mRun;

//和本looper相关的那个线程，初始化为null

    Thread mThread;

    privatePrinter mLogging = null;

//static变量，代表一个UI Process（也可能是service吧，这里默认就是UI）的主线程

    privatestatic Looper mMainLooper = null;

     

     /** 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()}.

      */

//往TLS中设上这个Looper对象的，如果这个线程已经设过了ｌｏｏｐｅｒ的话就会报错

//这说明，一个线程只能设一个looper

    publicstatic final void prepare() {

        if(sThreadLocal.get() != null) {

            thrownew RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");

        }

        sThreadLocal.set(newLooper());

    }

     

    /** Initialize the current thread as a looper, marking it as an application's main

     *  looper. The main looper for your application is created by the Android environment,

     *  so you should never need to call this function yourself.

     * {@link #prepare()}

     */

 //由framework设置的UI程序的主消息循环，注意，这个主消息循环是不会主动退出的

//   

    publicstatic final void prepareMainLooper() {

        prepare();

        setMainLooper(myLooper());

//判断主消息循环是否能退出....

//通过quit函数向looper发出退出申请

        if(Process.supportsProcesses()) {

            myLooper().mQueue.mQuitAllowed = false;

        }

    }

 

    privatesynchronized static void setMainLooper(Looper looper) {

        mMainLooper = looper;

    }

     

    /** Returns the application's main looper, which lives in the main thread of the application.

     */

    publicsynchronized static final Looper getMainLooper() {

        returnmMainLooper;

    }

 

    /**

     *  Run the message queue in this thread. Be sure to call

     * {@link #quit()} to end the loop.

     */

//消息循环，整个程序就在这里while了。

//这个是static函数喔！

    publicstatic final void loop() {

        Looper me = myLooper();//从该线程中取出对应的looper对象

        MessageQueue queue = me.mQueue;//取消息队列对象...

        while(true) {

            Message msg = queue.next(); // might block取消息队列中的一个待处理消息..

            //if (!me.mRun) {//是否需要退出？mRun是个volatile变量，跨线程同步的，应该是有地方设置它。

            //    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();

            }

        }

    }

 

    /**

     * Return the Looper object associated with the current thread.  Returns

     * null if the calling thread is not associated with a Looper.

     */

//返回和线程相关的looper

    publicstatic final Looper myLooper() {

        return(Looper)sThreadLocal.get();

    }

 

    /**

     * Control logging of messages as they are processed by this Looper.  If

     * enabled, a log message will be written to <var>printer</var>

     * at the beginning and ending of each message dispatch, identifying the

     * target Handler and message contents.

     *

     * @param printer A Printer object that will receive log messages, or

     * null to disable message logging.

     */

//设置调试输出对象，looper循环的时候会打印相关信息，用来调试用最好了。

    publicvoid setMessageLogging(Printer printer) {

        mLogging = printer;

    }

     

    /**

     * Return the {@link MessageQueue} object associated with the current

     * thread.  This must be called from a thread running a Looper, or a

     * NullPointerException will be thrown.

     */

    publicstatic final MessageQueue myQueue() {

        returnmyLooper().mQueue;

    }

//创建一个新的looper对象，

//内部分配一个消息队列，设置mRun为true

    privateLooper() {

        mQueue = newMessageQueue();

        mRun = true;

        mThread = Thread.currentThread();

    }

 

    publicvoid quit() {

        Message msg = Message.obtain();

        // NOTE: By enqueueing directly into the message queue, the

        // message is left with a null target.  This is how we know it is

        // a quit message.

        mQueue.enqueueMessage(msg,0);

    }

 

    /**

     * Return the Thread associated with this Looper.

     */

    publicThread getThread() {

        returnmThread;

    }

    //后面就简单了，打印，异常定义等。

    publicvoid dump(Printer pw, String prefix) {

        pw.println(prefix + this);

        pw.println(prefix + "mRun="+ mRun);

        pw.println(prefix + "mThread="+ mThread);

        pw.println(prefix + "mQueue="+ ((mQueue != null) ? mQueue : "(null"));

        if(mQueue != null) {

            synchronized(mQueue) {

                Message msg = mQueue.mMessages;

                intn = 0;

                while(msg != null) {

                    pw.println(prefix + "  Message " + n + ": " + msg);

                    n++;

                    msg = msg.next;

                }

                pw.println(prefix + "(Total messages: " + n + ")");

            }

        }

    }

 

    publicString toString() {

        return"Looper{"

            + Integer.toHexString(System.identityHashCode(this))

            +"}";

    }

 

    staticclass HandlerException extendsException {

 

        HandlerException(Message message, Throwable cause) {

            super(createMessage(cause), cause);

        }

 

        staticString createMessage(Throwable cause) {

            String causeMsg = cause.getMessage();

            if(causeMsg == null) {

                causeMsg = cause.toString();

            }

            returncauseMsg;

        }

    }

}

那怎么往这个消息队列中发送消息呢？？调用looper的static函数myQueue可以获得消息队列，这样你就可用自己往里边插入消息了。不过这种方法比较麻烦，这个时候handler类就发挥作用了。先来看看handler的代码，就明白了。

[Java] 纯文本查看 复制代码

?

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

classHandler{

..........

//handler默认构造函数

publicHandler() {

//这个if是干嘛用的暂时还不明白，涉及到java的深层次的内容了应该

        if(FIND_POTENTIAL_LEAKS) {

            finalClass<? extendsHandler> 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());

            }

        }

//获取本线程的looper对象

//如果本线程还没有设置looper，这回抛异常

        mLooper = Looper.myLooper();

        if(mLooper == null) {

            thrownew RuntimeException(

                "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");

        }

//无耻啊，直接把looper的queue和自己的queue搞成一个了

//这样的话，我通过handler的封装机制加消息的话，就相当于直接加到了looper的消息队列中去了

        mQueue = mLooper.mQueue;

        mCallback = null;

    }

//还有好几种构造函数，一个是带callback的，一个是带looper的

//由外部设置looper

    publicHandler(Looper looper) {

        mLooper = looper;

        mQueue = looper.mQueue;

        mCallback = null;

    }

// 带callback的，一个handler可以设置一个callback。如果有callback的话，

//凡是发到通过这个handler发送的消息，都有callback处理，相当于一个总的集中处理

//待会看dispatchMessage的时候再分析

publicHandler(Looper looper, Callback callback) {

        mLooper = looper;

        mQueue = looper.mQueue;

        mCallback = callback;

    }

//

//通过handler发送消息

//调用了内部的一个sendMessageDelayed

publicfinal boolean sendMessage(Message msg)

    {

        returnsendMessageDelayed(msg, 0);

    }

//FT，又封装了一层，这回是调用sendMessageAtTime了

//因为延时时间是基于当前调用时间的，所以需要获得绝对时间传递给sendMessageAtTime

publicfinal boolean sendMessageDelayed(Message msg, longdelayMillis)

    {

        if(delayMillis < 0) {

            delayMillis = 0;

        }

        returnsendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);

    }

 

 

publicboolean sendMessageAtTime(Message msg, longuptimeMillis)

    {

        booleansent = false;

        MessageQueue queue = mQueue;

        if(queue != null) {

//把消息的target设置为自己，然后加入到消息队列中

//对于队列这种数据结构来说，操作比较简单了

            msg.target = this;

            sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);

        }

        else{

            RuntimeException e = newRuntimeException(

                this+ " sendMessageAtTime() called with no mQueue");

            Log.w("Looper", e.getMessage(), e);

        }

        returnsent;

    }

//还记得looper中的那个消息循环处理吗

//从消息队列中得到一个消息后，会调用它的target的dispatchMesage函数

//message的target已经设置为handler了，所以

//最后会转到handler的msg处理上来

//这里有个处理流程的问题

publicvoid dispatchMessage(Message msg) {

//如果msg本身设置了callback，则直接交给这个callback处理了

        if(msg.callback != null) {

            handleCallback(msg);

        }else{

//如果该handler的callback有的话，则交给这个callback处理了---相当于集中处理

          if(mCallback != null) {

                if(mCallback.handleMessage(msg)) {

                    return;

                }

           }

//否则交给派生处理,基类默认处理是什么都不干

            handleMessage(msg);

        }

    }

..........

}

生成

     

[Java] 纯文本查看 复制代码

?

1

2

3

Message msg = mHandler.obtainMessage();

      msg.what = what;

      msg.sendToTarget();

发送

      

[Java] 纯文本查看 复制代码

?

1

2

3

4

5

MessageQueue queue = mQueue;

        if(queue != null) {

            msg.target = this;

            sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);

        }

在Handler.java的sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)方法中，我们看到，它找到它所引用的MessageQueue，然后将Message的target设定成自己（目的是为了在处理消息环节，Message能找到正确的Handler），再将这个Message纳入到消息队列中。

抽取

   

[Java] 纯文本查看 复制代码

?

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

13

Looper me = myLooper();

        MessageQueue queue = me.mQueue;

        while(true) {

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

            if(msg != null) {

                if(msg.target == null) {

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

                    return;

                }

                msg.target.dispatchMessage(msg);

                msg.recycle();

            }

        }

在Looper.java的loop()函数里，我们看到，这里有一个死循环，不断地从MessageQueue中获取下一个（next方法）Message，然后通过Message中携带的target信息，交由正确的Handler处理（dispatchMessage方法）。

处理

      

[Java] 纯文本查看 复制代码

?

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

if(msg.callback != null) {

            handleCallback(msg);

        }else{

            if(mCallback != null) {

                if(mCallback.handleMessage(msg)) {

                    return;

                }

            }

            handleMessage(msg);

        }

在Handler.java的dispatchMessage(Message msg)方法里，其中的一个分支就是调用handleMessage方法来处理这条Message，而这也正是我们在职责处描述使用Handler时需要实现handleMessage(Message msg)的原因。

至于dispatchMessage方法中的另外一个分支，我将会在后面的内容中说明。

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。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。

3）剩下的部分，我们将讨论一下Handler所处的线程及更新UI的方式。

在主线程（UI线程）里，如果创建Handler时不传入Looper对象，那么将直接使用主线程（UI线程）的Looper对象（系统已经帮我们创建了）；在其它线程里，如果创建Handler时不传入Looper对象，那么，这个Handler将不能接收处理消息。在这种情况下，通用的作法是：

            

[Java] 纯文本查看 复制代码

?

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

classLooperThread extendsThread {

                              publicHandler mHandler;

                              publicvoid run() {

                                     Looper.prepare();

                                     mHandler = newHandler() {

                                          publicvoid handleMessage(Message msg) {

                                                   // process incoming messages here

                                                   }

                                    };

                              Looper.loop();

                              }

               }

在创建Handler之前，为该线程准备好一个Looper（Looper.prepare），然后让这个Looper跑起来（Looper.loop），抽取Message，这样，Handler才能正常工作。

因此，Handler处理消息总是在创建Handler的线程里运行。而我们的消息处理中，不乏更新UI的操作，不正确的线程直接更新UI将引发异常。因此，需要时刻关心Handler在哪个线程里创建的。

如何更新UI才能不出异常呢？SDK告诉我们，有以下4种方式可以从其它线程访问UI线程：

·      Activity.runOnUiThread(Runnable)[/url]

·      View.post(Runnable)[/url]

·      View.postDelayed(Runnable, long)[/url]

·      Handler[/url]

其中，重点说一下的是View.post(Runnable)方法。在post(Runnable action)方法里，View获得当前线程（即UI线程）的Handler，然后将action对象post到Handler里。在Handler里，它将传递过来的action对象包装成一个Message（Message的callback为action），然后将其投入UI线程的消息循环中。在Handler再次处理该Message时，有一条分支（未解释的那条）就是为它所设，直接调用runnable的run方法。而此时，已经路由到UI线程里，因此，我们可以毫无顾虑的来更新UI。

4） 几点小结

·      Handler的处理过程运行在创建Handler的线程里

·      一个Looper对应一个MessageQueue

·      一个线程对应一个Looper

·      一个Looper可以对应多个Handler

·      不确定当前线程时，更新UI时尽量调用post方法