Android异步消息处理机制 Handler、Looper、Message

感觉让我受益很多的一句话： 好记性不如烂笔头。

Handler、Looper、Message三者简介

Handler简介

Handler 为Android操作系统中的线程通信工具，它主要由两个作用：

• (1)、安排消息或Runnable 在某个主线程中某个地方执行
• (2)、安排一个动作在另外的线程中执行。

Looper简介

Looper类用来为线程开启一个消息循环，作用是可以循环的从消息队列读取消息，所以Looper实际上就是消息队列+消息循环的封装。每个线程只能对应一个Looper，除主线程外，Android中的线程默认是没有开启Looper的。

Message对象简介

Message对象携带数据，通常它用arg1,arg2来传递消息，当然它还可以有obj参数，可以携带Bundle数据。它的特点是系统性能消耗非常少。

总体简介：

Handler 、 Looper 、Message 这三者都与Android异步消息处理线程相关的概念。那么什么叫异步消息处理线程呢？

异步消息处理线程启动后会进入一个无限的循环体之中，每循环一次，从其内部的消息队列中取出一个消息，然后回调相应的消息处理函数，执行完成一个消息后则继续循环。若消息队列为空，线程则会阻塞等待。

其实Looper负责的就是创建一个MessageQueue，然后进入一个无限循环体不断从该MessageQueue中读取消息，而消息的创建者就是一个或多个Handler 。

下面则由我们一起进入源码，进行简单的了解一下：

刨根问底，深入源码简单探究

1、Looper源码查看

对于Looper主要是prepare()和loop()两个方法。

（1）首先prepare()方法

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

sThreadLocal是一个ThreadLocal对象，可以在一个线程中存储变量。可以看到，在第12行，将一个Looper的实例放入了ThreadLocal，并且在放入之前行判断了sThreadLocal是否为null，否则抛出异常。这也就说明了Looper.prepare()方法不能被调用两次，同时也保证了一个线程中只有一个Looper实例。

Looper的构造方法

private Looper(boolean quitAllowed) {        mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);        mThread = Thread.currentThread();    }

在构造方法中，创建了一个MessageQueue（消息队列）。MessageQueue变量已声明为：final MessageQueue mQueue;

（2）然后看loop()方法：

    /**     * Run the message queue in this thread. Be sure to call     * {@link #quit()} to end the loop.     */    public static void loop() {        final Looper me = myLooper();        if (me == null) {            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");        }        final MessageQueue queue = me.mQueue;        // Make sure the identity of this thread is that of the local process,        // and keep track of what that identity token actually is.        Binder.clearCallingIdentity();        final long ident = Binder.clearCallingIdentity();        for (;;) {            Message msg = queue.next(); // might block            if (msg == null) {                // No message indicates that the message queue is quitting.                return;            }            // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger            final Printer logging = me.mLogging;            if (logging != null) {                logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +                        msg.callback + ": " + msg.what);            }            final long traceTag = me.mTraceTag;            if (traceTag != 0 && Trace.isTagEnabled(traceTag)) {                Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg));            }            try {                msg.target.dispatchMessage(msg);            } finally {                if (traceTag != 0) {                    Trace.traceEnd(traceTag);                }            }            if (logging != null) {                logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);            }            // Make sure that during the course of dispatching the            // identity of the thread wasn't corrupted.            final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();            if (ident != newIdent) {                Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"                        + Long.toHexString(ident) + " to 0x"                        + Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "                        + msg.target.getClass().getName() + " "                        + msg.callback + " what=" + msg.what);            }            msg.recycleUnchecked();        }    }     /**     * Return the Looper object associated with the current thread.  Returns     * null if the calling thread is not associated with a Looper.     */      public static @Nullable Looper myLooper() {          return sThreadLocal.get();   }

myLooper()方法直接返回了sThreadLocal存储的Looper实例，如果me为null则抛出异常，也就是说looper方法必须在prepare方法之后运行。

第8行：拿到该looper实例中的mQueue（消息队列）

for (;;){}方法：就进入了我们所说的无限循环。

Message msg = queue.next();取出一条消息，如果没有消息则阻塞。

取出消息之后：使用调用msg.target.dispatchMessage(msg);把消息交给msg的target的dispatchMessage方法去处理。Msg的target是什么呢？其实就是handler对象。

msg.recycleUnchecked();释放消息占据的资源。

Looper主要作用：

• 1、 与当前线程绑定，保证一个线程只会有一个Looper实例，同时一个Looper实例也只有一个MessageQueue。
• 2、 loop()方法，不断从MessageQueue中去取消息，交给消息的target属性的dispatchMessage去处理。

下面—–>>>>Handler登场了。

2、Handler源码赏析

使用Handler之前，我们都是初始化一个实例，比如用于更新UI线程，我们会在声明的时候直接初始化，或者在onCreate中初始化Handler实例。所以我们首先看Handler的构造方法，看其如何与MessageQueue联系上的，它在子线程中发送的消息（一般发送消息都在非UI线程）怎么发送到MessageQueue中的。

     /**     * Use the {@link Looper} for the current thread with the specified callback interface     * and set whether the handler should be asynchronous.     *     * Handlers are synchronous by default unless this constructor is used to make     * one that is strictly asynchronous.     *     * Asynchronous messages represent interrupts or events that do not require global ordering     * with respect to synchronous messages.  Asynchronous messages are not subject to     * the synchronization barriers introduced by {@link MessageQueue#enqueueSyncBarrier(long)}.     *     * @param callback The callback interface in which to handle messages, or null.     * @param async If true, the handler calls {@link Message#setAsynchronous(boolean)} for     * each {@link Message} that is sent to it or {@link Runnable} that is posted to it.     *     * @hide     */    public Handler(Callback callback, boolean async) {        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 = callback;        mAsynchronous = async;    }

通过Looper.myLooper()获取了当前线程保存的Looper实例，

然后在mQueue = mLooper.mQueue;又获取了这个Looper实例中保存的MessageQueue（消息队列），这样就保证了handler的实例与我们Looper实例中MessageQueue关联上了。

然后看我们最常用的sendMessage方法：

    /*此段将注释去掉，太多，看方法名我们也能大致的了解*/    public final boolean sendMessage(Message msg)    {        return sendMessageDelayed(msg, 0);    }    public final boolean sendEmptyMessage(int what)    {        return sendEmptyMessageDelayed(what, 0);    }    public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {        Message msg = Message.obtain();        msg.what = what;        return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);    }    public final boolean sendEmptyMessageAtTime(int what, long uptimeMillis) {        Message msg = Message.obtain();        msg.what = what;        return sendMessageAtTime(msg, uptimeMillis);    }    public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)    {        if (delayMillis < 0) {            delayMillis = 0;        }        return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);    }    public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {        MessageQueue queue = mQueue;        if (queue == null) {            RuntimeException e = new RuntimeException(                    this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");            Log.w("Looper", e.getMessage(), e);            return false;        }        return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);    }

最后的最后都去调用了sendMessageAtTime，在此方法内部有直接获取该Handler的中的Looper的MessageQueue然后调用了enqueueMessage方法，方法如下：

    private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {        msg.target = this;        if (mAsynchronous) {            msg.setAsynchronous(true);        }        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);    }

首先为msg.target赋值为this，也就是把当前的handler作为msg的target属性。最终会调用queue的enqueueMessage的方法，也就是说handler发出的消息，最终会保存到消息队列中去。

现在已经很清楚了Looper会调用prepare()和loop()方法，在当前执行的线程中保存一个Looper实例，

这个实例会保存一个MessageQueue对象，然后当前线程进入一个无限循环中去，不断从MessageQueue中读取Handler发来的消息。

然后再回调创建这个消息的handler中的dispathMessage方法，下面我们赶快去看一看这个方法：

    /**     * Handle system messages here.     */    public void dispatchMessage(Message msg) {        if (msg.callback != null) {            handleCallback(msg);        } else {            if (mCallback != null) {                if (mCallback.handleMessage(msg)) {                    return;                }            }            handleMessage(msg);        }    }

调用了handleMessage方法，下面我们去看这个方法：

    /**     * Subclasses must implement this to receive messages.     */    public void handleMessage(Message msg) {    }

这个方法是不是很熟悉啊？

上段熟悉的代码块：

    Handler mHandler=new Handler(){     @Override      public void handleMessage(Message msg) {        super.handleMessage(msg);        switch (msg.what){            case 1:            Log.e("看源码长知识","前面标识老大哥说得对！");                break;            default:            Log.e("看源码长知识","我就什么也不做");                break;              }         }    };

创建Handler要重写的那个方法，自己处理事件和更新UI的那个方法。恍然大悟！！！

让我们首先总结一下这个流程

• 1、首先Looper.prepare()在本线程中保存一个Looper实例，然后该实例中保存一个MessageQueue对象；因为Looper.prepare()在一个线程中只能调用一次，所以MessageQueue在一个线程中只会存在一个。
• 2、Looper.loop()会让当前线程进入一个无限循环，不端从MessageQueue的实例中读取消息，然后回调msg.target.dispatchMessage(msg)方法。
• 3、Handler的构造方法，会首先得到当前线程中保存的Looper实例，进而与Looper实例中的MessageQueue关联。
• 4、Handler的sendMessage方法，会给msg的target赋值为handler自身，然后加入MessageQueue中。
• 5、在构造Handler实例时，我们会重写handleMessage方法，也就是msg.target.dispatchMessage(msg)最终调用的方法。
• 总结完成，大家可能还会问，那么在Activity中，我们并没有显示的调用Looper.prepare()和Looper.loop()方法，为啥Handler可以成功创建呢，这是因为在Activity的启动代码中，已经在当前UI线程调用了Looper.prepare()和Looper.loop()方法。

增添Handler post方法解析

Handler的post方法创建的线程和UI线程有什么关系？

有时候为了方便，我们会直接写如下代码：

mHandler.post(new Runnable()          {              @Override              public void run()              {                  Log.e("TAG", Thread.currentThread().getName());                  mTxt.setText("yoxi");              }          });  

然后run方法中可以写更新UI的代码，其实这个Runnable并没有创建什么线程，而是发送了一条消息，下面看源码：

    /**     * Causes the Runnable r to be added to the message queue.     * The runnable will be run on the thread to which this handler is      * attached.      *       * @param r The Runnable that will be executed.     *      * @return Returns true if the Runnable was successfully placed in to the      *         message queue.  Returns false on failure, usually because the     *         looper processing the message queue is exiting.     */    public final boolean post(Runnable r)    {       return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);    }

getPostMessage(r)源码

   private static Message getPostMessage(Runnable r) {        Message m = Message.obtain();        m.callback = r;        return m;    }

可以看到，在getPostMessage中，得到了一个Message对象，然后将我们创建的Runable对象作为callback属性，赋值给了此message.

注：产生一个Message对象，可以new ，也可以使用Message.obtain()方法；

两者都可以，但是更建议使用obtain方法，因为Message内部维护了一个Message池用于Message的复用，避免使用new 重新分配内存。

public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)     {         if (delayMillis < 0) {             delayMillis = 0;         }         return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);     }  public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {         MessageQueue queue = mQueue;         if (queue == null) {             RuntimeException e = new RuntimeException(                     this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");             Log.w("Looper", e.getMessage(), e);             return false;         }         return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);     }  

最终和handler.sendMessage一样，调用了sendMessageAtTime，然后调用了enqueueMessage方法，给msg.target赋值为handler，最终加入MessagQueue.

可以看到，这里msg的callback和target都有值，那么会执行哪个呢？

其实上面已经贴过代码，就是dispatchMessage方法：

    /**     * Subclasses must implement this to receive messages.     */    public void handleMessage(Message msg) {    }    /**     * Handle system messages here.     */    public void dispatchMessage(Message msg) {        if (msg.callback != null) {            handleCallback(msg);        } else {            if (mCallback != null) {                if (mCallback.handleMessage(msg)) {                    return;                }            }            handleMessage(msg);        }    }

如果msg.callback不为null，则执行callback回调，也就是我们的Runnable对象。

好了，关于Looper , Handler , Message 这三者关系上面已经叙述的非常清楚了。

后话,小小的提醒

其实Handler不仅可以更新UI，你完全可以在一个子线程中去创建一个Handler，然后使用这个handler实例在任何其他线程中发送消息，最终处理消息的代码都会在你创建Handler实例的线程中运行。

    new Thread()          {              private Handler handler;              public void run()              {                  Looper.prepare();  //这句话必须要加                handler = new Handler()                  {                      public void handleMessage(android.os.Message msg)                      {                          Log.e("三生三世十里桃花",Thread.currentThread().getName());                      };                  };

Android不仅给我们提供了异步消息处理机制让我们更好的完成UI的更新，其实也为我们提供了异步消息处理机制代码的参考,不仅能够知道原理，最好还可以将此设计用到其他的非Android项目中去.