第三部分 Android中利用Handler实现消息的分发机制

在这篇文章开始前，我们先总结一下前两篇文章中关于Handler， Looper和MessageQueue等的一些关键点：

0）在线程中创建Handler之前，必须先调用Looper.prepare(), 创建一个线程局部变量Looper，然后调用Looper.loop() 进入轮循。

1）当Handler创建之后，就可以调用Handler的sendMessageAtTime方法发送消息，而实际上是调用MessageQueue的enqueueMessage方法，将对应的消息放入消息队列。

2）每一个线程都只有一个Looper，这个Looper负责对MessageQueue进行轮循，当获取到Message，就调用handler.dispatchMessage进行分发。

从上面这三点，我们就可以大概地看出Handler的使用流程了。

今天我们就先从消息开始的地方讲起，就是Handler的 enqueueMessage 方法了，代码如下：

[java] view plain copy

 

1. private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {  
2.     msg.target = this;  
3.     if (mAsynchronous) {  
4.         msg.setAsynchronous(true);  
5.     }  
6.     return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);  
7. }  

此方法主要做了两件事：

1）将msg.target 设置成当前Handler对象

2）调用MessageQueue的enqueueMessage方法

所以，其实就是在这里，将Message对象放到消息队列中去的。

说到MessageQueue，我们首先要明白这个消息队列其实是一个链表的结构，一个串一个的。

而其队列的初始化并不是在 Java层做的，而是在JNI层利用C++实现的。

我们可以看看其定义的几个native方法，如下：

[java] view plain copy

 

1. private native static long nativeInit();  
2. private native static void nativeDestroy(long ptr);  
3. private native static void nativePollOnce(long ptr, int timeoutMillis);  
4. private native static void nativeWake(long ptr);  
5. private native static boolean nativeIsIdling(long ptr);  

而其构造函数如下：

[java] view plain copy

 

1. MessageQueue(boolean quitAllowed) {  
2.     mQuitAllowed = quitAllowed;  
3.     mPtr = nativeInit();  
4. }  

在这里，我们并不进入其在JNI层的代码，水太深了。

我们还是从Java层来看吧。在MessageEnqueue的 enqueueMesage方法中，主要的代码如下：

[java] view plain copy

 

1. synchronized (this) {  
2.             ...  
3.             msg.when = when;  
4.             Message p = mMessages;  
5.             boolean needWake;  
6.             if (p == null || when == 0 || when < p.when) {  
7.                 // New head, wake up the event queue if blocked.  
8.                 msg.next = p;  
9.                 mMessages = msg;  
10.                 needWake = mBlocked;  
11.             } else {  
12.                 // Inserted within the middle of the queue.  Usually we don't have to wake  
13.                 // up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue  
14.                 // and the message is the earliest asynchronous message in the queue.  
15.                 needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();  
16.                 Message prev;  
17.                 for (;;) {  
18.                     prev = p;  
19.                     p = p.next;  
20.                     if (p == null || when < p.when) {  
21.                         break;  
22.                     }  
23.                     if (needWake && p.isAsynchronous()) {  
24.                         needWake = false;  
25.                     }  
26.                 }  
27.                 msg.next = p; // invariant: p == prev.next  
28.                 prev.next = msg;  
29.             }  
30.   
31.             ...  
32.         }  

上面是入队列的关键代码，而其所做的操作无非就是根据 when 字段，将消息插入队列中的合适位置。

既然消息已经放到队列中去了，那么下一步就是在Looper的轮循操作中去获取消息，然后将消息进行分发。我们可以在Looper 的loop方法中看到其调用了MessageQueue的next方法。

[java] view plain copy

 

1. for (;;) {  
2.     Message msg = queue.next(); // might block  
3.     if (msg == null) {  
4.         // No message indicates that the message queue is quitting.  
5.         return;  
6.     }  
7.   
8.     // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger  
9.     Printer logging = me.mLogging;  
10.     if (logging != null) {  
11.         logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +  
12.                 msg.callback + ": " + msg.what);  
13.     }  
14.   
15.     msg.target.dispatchMessage(msg);  

那么很显然，就是在MessageQueue的next方法中，获取消息了，让我们也进去其方法看一下吧。

[java] view plain copy

 

1. Message next() {  
2.         int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration  
3.         int nextPollTimeoutMillis = 0;  
4.         for (;;) {  
5.             if (nextPollTimeoutMillis != 0) {  
6.                 Binder.flushPendingCommands();  
7.             }  
8.   
9.             // We can assume mPtr != 0 because the loop is obviously still running.  
10.             // The looper will not call this method after the loop quits.  
11.             nativePollOnce(mPtr, nextPollTimeoutMillis);  
12.   
13.             synchronized (this) {  
14.                 // Try to retrieve the next message.  Return if found.  
15.                 final long now = SystemClock.uptimeMillis();  
16.                 Message prevMsg = null;  
17.                 Message msg = mMessages;  
18.                 if (msg != null && msg.target == null) {  
19.                     // Stalled by a barrier.  Find the next asynchronous message in the queue.  
20.                     do {  
21.                         prevMsg = msg;  
22.                         msg = msg.next;  
23.                     } while (msg != null && !msg.isAsynchronous());  
24.                 }  
25.                 if (msg != null) {  
26.                     if (now < msg.when) {  
27.                         // Next message is not ready.  Set a timeout to wake up when it is ready.  
28.                         nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);  
29.                     } else {  
30.                         // Got a message.  
31.                         mBlocked = false;  
32.                         if (prevMsg != null) {  
33.                             prevMsg.next = msg.next;  
34.                         } else {  
35.                             mMessages = msg.next;  
36.                         }  
37.                         msg.next = null;  
38.                         if (false) Log.v("MessageQueue", "Returning message: " + msg);  
39.                         msg.markInUse();  
40.                         return msg;  
41.                     }  
42.                 } else {  
43.                     // No more messages.  
44.                     nextPollTimeoutMillis = -1;  
45.                 }  
46.   
47.                 // Process the quit message now that all pending messages have been handled.  
48.                 if (mQuitting) {  
49.                     dispose();  
50.                     return null;  
51.                 }  
52.   
53.                 // If first time idle, then get the number of idlers to run.  
54.                 // Idle handles only run if the queue is empty or if the first message  
55.                 // in the queue (possibly a barrier) is due to be handled in the future.  
56.                 if (pendingIdleHandlerCount < 0  
57.                         && (mMessages == null || now < mMessages.when)) {  
58.                     pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();  
59.                 }  
60.                 if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {  
61.                     // No idle handlers to run.  Loop and wait some more.  
62.                     mBlocked = true;  
63.                     continue;  
64.                 }  
65.   
66.                 if (mPendingIdleHandlers == null) {  
67.                     mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];  
68.                 }  
69.                 mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);  
70.             }  
71.   
72.             // Run the idle handlers.  
73.             // We only ever reach this code block during the first iteration.  
74.             for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {  
75.                 final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];  
76.                 mPendingIdleHandlers[i] = null; // release the reference to the handler  
77.   
78.                 boolean keep = false;  
79.                 try {  
80.                     keep = idler.queueIdle();  
81.                 } catch (Throwable t) {  
82.                     Log.wtf("MessageQueue", "IdleHandler threw exception", t);  
83.                 }  
84.   
85.                 if (!keep) {  
86.                     synchronized (this) {  
87.                         mIdleHandlers.remove(idler);  
88.                     }  
89.                 }  
90.             }  
91.   
92.             // Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again.  
93.             pendingIdleHandlerCount = 0;  
94.   
95.             // While calling an idle handler, a new message could have been delivered  
96.             // so go back and look again for a pending message without waiting.  
97.             nextPollTimeoutMillis = 0;  
98.         }  
99.     }  

整个的代码有点长，但是我们去掉一些对我们了解实现关系不大的代码，就可以看到主要有以下几点：

1）是一个 for(;;)循环

2）只有当获取 message的时候或者mQuitting为true的时候才会跳出循环。

3）在获取消息的时候，会根据 Message.when 字段来进行判断

从以上几点，我们就可以大概了解为什么说在 loop方法中，next方法有可能会阻塞，因为它就是一个无限的轮循操作呀。

好吧，到这里之后，我们大概知道了以下两件事情：

1）在Handler的sendMessageAtTime方法调用MessageQueue的 enqueueMessage方法，将消息放入队列。

2）在Looper的looop方法，调用MessageQueue的next方法，将消息取出队列。

接下来第三步，很显然，就是调用handler的dispatchMessage方法了，如下：

[java] view plain copy

 

1. msg.target.dispatchMessage(msg);  

在文章的一开始，我们就注意到了msg.target 正好就是 handler对象，于是逻辑又来到了Handler的dispatchMessage方法，如下：

[java] view plain copy

 

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. }  

从代码的逻辑来看，我们需要了解一下几个变量方法都是要什么了：

1）msg.callback

2)  mCallback

3 ) handleMessage

首先， msg.callback是什么？

在Message类中，我们可以看到

[java] view plain copy

 

1. Runnable callback;  

还有其构造函数：

[java] view plain copy

 

1. public static Message obtain(Handler h, Runnable callback) {  
2.     Message m = obtain();  
3.     m.target = h;  
4.     m.callback = callback;  
5.   
6.     return m;  
7. }  

其实就是一个Runnable变量，可以放到一个新的线程中去跑，可以在获取Message的时候自定义设置。

所以在dispatchMessage中，首先就是判断是否有对Message设置了Runnable的callback，如果有，就执行这个callback方法，如下：

[java] view plain copy

 

1. private static void handleCallback(Message message) {  
2.     message.callback.run();  
3. }  

那么，第二个mCallback又是什么呢，它其实上是Handler内置的一个接口，如下：

[java] view plain copy

 

1. public interface Callback {  
2.     public boolean handleMessage(Message msg);  
3. }  

如果有我们的 Handler有实现这个接口，那么当分发消息的时候，此接口就会优先处理消息。

而一般情况下，只有我们想去继承Handler类，实现自定义的Handler的时候，我们才会去实现这个接口，而当此接口返回true的时候，Handler默认的handleMessage方法就不会再被调用了。反之，则依然会调用。

最后，就是我们最普通的handleMessage方法了，也就是我们在实现一个最普通的handler的时候所实现的方法了。

同样，没有例子怎么可以呢，请看代码：

[java] view plain copy

 

1. class LooperThread extends Thread {  
2.     public Handler mHandler;  
3.   
4.     public void run() {  
5.         Looper.prepare();  
6.   
7.         mHandler = new Handler() {                  
8.             public void handleMessage(Message msg) {  
9.                 Log.v("Test", "Id of LooperThread : " + Thread.currentThread().getId());  
10.                 switch (msg.what) {  
11.                 case MSG_ID_1:  
12.                     Log.v("Test", "Toast called from Handler.sendMessage()");  
13.                     break;  
14.                 case MSG_ID_2:  
15.                     String str = (String) msg.obj;  
16.                     Log.v("Test", str);  
17.                     break;  
18.                 }  
19.             }  
20.         };  
21.         Looper.loop();  
22.     }  
23. }  
24.   
25.   
26. protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
27.     super.onCreate(savedInstanceState);  
28.   
29.     Log.v("Test", "Id of MainThread : " + Thread.currentThread().getId());  
30.       
31.     LooperThread looperThread = new LooperThread();  
32.     looperThread.start();         
33.       
34.     while(looperThread.mHandler == null){                          
35.     }  
36.       
37.     Message message = Message.obtain(looperThread.mHandler, new Runnable() {  
38.           
39.         @Override  
40.         public void run() {  
41.             Log.v("Test", "Message.callack()");  
42.         }  
43.     });  
44.     message.what = MSG_ID_1;  
45.     message.sendToTarget();  
46.       
47.     looperThread.mHandler.post(new Runnable() {  
48.           
49.         @Override  
50.         public void run() {  
51.             Log.v("Test", "Handler.callack()");  
52.         }  
53.     });  
54.   
55. }  

在这里，我们利用Message.obtain(Handler, Runnable)  方法和Handler.post方法来构造和发送消息，得到的结果如下：

[java] view plain copy

 

1. 10-28 11:27:49.328: V/Test(22009): Id of MainThread : 1  
2. 10-28 11:27:49.328: V/Test(22009): Message.callack()  
3. 10-28 11:27:49.328: V/Test(22009): Handler.callack()  

好了，这篇文章就到此结束，相信大家对整个Message的流转过程，应该有一个清楚的了解了吧。