Android 异步消息处理机制 让你深入理解 Looper、Handler、Message三者关系

转载请标明出处：http://blog.csdn.net/lmj623565791/article/details/38377229 ，本文出自【张鸿洋的博客】

1、 概述

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。
说了这一堆，那么和Handler 、 Looper 、Message有啥关系？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 。

2、 源码解析

1、Looper

对于Looper主要是prepare()和loop()两个方法。
首先看prepare()方法

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

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5行，将一个Looper的实例放入了ThreadLocal，并且2-4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~相信有些哥们一定遇到这个错误。
下面看Looper的构造方法：

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

在构造方法中，创建了一个MessageQueue（消息队列）。
然后我们看loop()方法：

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              Printer logging = me.mLogging;              if (logging != null) {                  logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +                          msg.callback + ": " + msg.what);              }              msg.target.dispatchMessage(msg);              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.recycle();          }  }  

第2行：
public static Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}
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6行：拿到该looper实例中的mQueue（消息队列）
13到45行：就进入了我们所说的无限循环。
14行：取出一条消息，如果没有消息则阻塞。
27行：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，下面会进行分析。
44行：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。
好了，我们的异步消息处理线程已经有了消息队列（MessageQueue），也有了在无限循环体中取出消息的哥们，现在缺的就是发送消息的对象了，于是乎：Handler登场了。

2、Handler

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。

public Handler() {          this(null, false);  }  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;      }  

14行：通过Looper.myLooper()获取了当前线程保存的Looper实例，然后在19行又获取了这个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

public final boolean sendMessage(Message msg)   {       return sendMessageDelayed(msg, 0);   }  

public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {       Message msg = Message.obtain();       msg.what = what;       return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);   }  

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);     }  

辗转反则最后调用了sendMessageAtTime，在此方法内部有直接获取MessageQueue然后调用了enqueueMessage方法，我们再来看看此方法：

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

enqueueMessage中首先为meg.target赋值为this，【如果大家还记得Looper的loop方法会取出每个msg然后交给msg,target.dispatchMessage(msg)去处理消息】，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：

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

可以看到，第10行，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) {    }  

可以看到这是一个空方法，为什么呢，因为消息的最终回调是由我们控制的，我们在创建handler的时候都是复写handleMessage方法，然后根据msg.what进行消息处理。
例如：

private Handler mHandler = new Handler()      {          public void handleMessage(android.os.Message msg)          {              switch (msg.what)              {              case value:                  break;              default:                  break;              }          };      };  

到此，这个流程已经解释完毕，让我们首先总结一下
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想关联。
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。
好了，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。

3、Handler post

今天有人问我，你说Handler的post方法创建的线程和UI线程有什么关系？
其实这个问题也是出现这篇博客的原因之一；这里需要说明，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：

public final boolean post(Runnable r)     {        return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);     }  

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：

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

第2行，如果不为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。
最后来张图解：

希望图片可以更好的帮助大家的记忆~~

4、后话

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();                  handler = new Handler()                  {                      public void handleMessage(android.os.Message msg)                      {                          Log.e("TAG",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