深入理解Android消息處理系統——Looper、Handler、Thread

Android應用程序也是消息驅動的，按道理來說也應該提供消息循環機制。實際上谷歌參考了Windows的消息循環機制，也在Android系統中實現了消息循環機制。

Android通過Looper、Handler來實現消息循環機制，Android消息循環是針對線程的（每個線程都可以有自己的消息隊列和消息循環）。

本文深入介紹一下Android消息處理系統原理。

Android系統中Looper負責管理線程的消息隊列和消息循環，具體實現請參考Looper的源碼。 可以通過Loop.myLooper()得到當前線程的Looper對象，通過Loop.getMainLooper()可以獲得當前進程的主線程的 Looper對象。

Android系統的消息隊列和消息循環都是針對具體線程的，一個線程可以存在（當然也可以不存在）一個消息隊列 和一個消息循環（Looper），特定線程的消息只能分發給本線程，不能進行跨線程，跨進程通訊。但是創建的工作線程默認是沒有消息循環和消息隊列的，如 果想讓該線程具有消息隊列和消息循環，需要在線程中首先調用Looper.prepare()來創建消息隊列，然後調用Looper.loop()進入消 息循環。如下例所示：

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.                   // process incoming messages here
   
10.               }
    
11.           };
    
12. 
    
13.           Looper.loop();
    
14.       }
    
15.   }

複製代碼

這樣你的線程就具有了消息處理機制了，在Handler中進行消息處理。

Activity是一個UI線程，運行於主線程中，Android系統在啓動的時候會爲Activity創建一個消息隊列和消息循環（Looper）。詳細實現請參考ActivityThread.java文件。

     Handler的作用是把消息加入特定的（Looper）消息隊列中，並分發和處理該消息隊列中的消息。構造Handler的時候可以指定一個Looper對象，如果不指定則利用當前線程的Looper創建。詳細實現請參考Looper的源碼。

     Activity、Looper、Handler的關係如下圖所示：

  一個Activity中可以創建多個工作線程或者其他的組件，如果這些線程或者組件把他們的消息放入Activity的主線程消息隊列，那麼該消息就會在 主線程中處理了。因爲主線程一般負責界面的更新操作，並且Android系統中的weget不是線程安全的，所以這種方式可以很好的實現Android界 面更新。在Android系統中這種方式有着廣泛的運用。
那麼另外一個線程怎樣把消息放入主線程的消息隊列呢？

答案是通過Handle對象，只要Handler對象以主線程的Looper創建，那麼調用 Handler的sendMessage等接口，將會把消息放入隊列都將是放入主線程的消息隊列。並且將會在Handler主線程中調用該handler 的handleMessage接口來處理消息。

     這裏面涉及到線程同步問題，請先參考如下例子來理解Handler對象的線程模型：

1、首先創建MyHandler工程。

2、在MyHandler.java中加入如下的代碼：

1. package com.simon;
   
2. 
   
3. import android.app.Activity;
   
4. import android.os.Bundle;
   
5. import android.os.Message;
   
6. import android.util.Log;
   
7. import android.os.Handler;
   
8. 
   
9. public class MyHandler extends Activity {
   
10.     static final String TAG = "Handler";
    
11.     Handler h = new Handler(){
    
12.         public void handleMessage (Message msg)
    
13.         {
    
14.             switch(msg.what)
    
15.             {
    
16.             case HANDLER_TEST:
    
17.                 Log.d(TAG, "The handler thread id = " + Thread.currentThread().getId() + "\n");
    
18.                 break;
    
19.             }
    
20.         }
    
21.     };
    
22. 
    
23.     static final int HANDLER_TEST = 1;
    
24.     /** Called when the activity is first created. */
    
25.     @Override
    
26.     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    
27.         super.onCreate(savedInstanceState);
    
28.         Log.d(TAG, "The main thread id = " + Thread.currentThread().getId() + "\n");
    
29. 
    
30.         new myThread().start();
    
31.         setContentView(R.layout.main);
    
32.     }
    
33. 
    
34.     class myThread extends Thread
    
35.     {
    
36.         public void run()
    
37.         {
    
38.             Message msg = new Message();
    
39.             msg.what = HANDLER_TEST;
    
40.             h.sendMessage(msg);
    
41.             Log.d(TAG, "The worker thread id = " + Thread.currentThread().getId() + "\n");
    
42.         }
    
43.     }
    
44. }

複製代碼

在這個例子中我們主要是打印，這種處理機制各個模塊的所處的線程情況。如下是我的機器運行結果：

09-10 23:40:51.478: DEBUG/Handler(302): The main thread id = 1 09-10 23:40:51.569: DEBUG/Handler(302): The worker thread id = 8 09-10 23:40:52.128: DEBUG/Handler(302): The handler thread id = 1

我們可以看出消息處理是在主線程中處理的，在消息處理函數中可以安全的調用主線程中的任何資源，包括刷新界面。工作線程和主線程運行在不同的線程中，所以必須要注意這兩個線程間的競爭關係。

     上例中，你可能注意到在工作線程中訪問了主線程handler對象，並在調用handler的對象向消息隊列加入了一個消息。這個過程中會不會出現消息隊 列數據不一致問題呢？答案是handler對象不會出問題，因爲handler對象管理的Looper對象是線程安全的，不管是加入消息到消息隊列和從隊 列讀出消息都是有同步對象保護的，具體請參考Looper.java文件。上例中沒有修改handler對象，所以handler對象不可能會出現數據不 一致的問題。

     通過上面的分析，我們可以得出如下結論：

1、如果通過工作線程刷新界面，推薦使用handler對象來實現。

2、注意工作線程和主線程之間的競爭關係。推薦handler對象在主線程中構造完成（並且啓動工作線程之後不要再修改之，否則會出現數據不一致），然後在工作線程中可以放心的調用發送消息SendMessage等接口。

3、除了2所述的hanlder對象之外的任何主線程的成員變量如果在工作線程中調用，仔細考慮線程同步問題。如果有必要需要加入同步對象保護該變量。

4、handler對象的handleMessage接口將會在主線程中調用。在這個函數可以放心的調用主線程中任何變量和函數，進而完成更新UI的任務。

5、Android很多API也利用Handler這種線程特性，作爲一種回調函數的變種，來通知調用者。這樣Android框架就可以在其線程中將消息發送到調用者的線程消息隊列之中，不用擔心線程同步的問題。

     深入理解Android消息處理機制對於應用程序開發非常重要，也可以讓你對線程同步有更加深刻的認識。以上是最近Simon學習Android消息處理機制的一點兒總結，如有錯誤之處請不吝指教。