Android源碼分析-消息隊列和Looper

轉載請註明出處：http://blog.csdn.net/singwhatiwanna/article/details/17361775

前言

上週對Android中的事件派發機制進行了分析，這次博主要對消息隊列和Looper的源碼進行簡單的分析。大家耐心看下去，其實消息隊列的邏輯比事件派發機制簡單多了，所以大家肯定會很容易看懂的。

概念

1. 什麼是消息隊列

消息隊列在android中對應MessageQueue這個類，顧名思義，消息隊列中存放了大量的消息（Message）

2.什麼是消息

消息（Message）代表一個行爲（what）或者一串動作（Runnable），有兩處會用到Message：Handler和Messenger

3.什麼是Handler和Messenger

Handler大家都知道，主要用來在線程中發消息通知ui線程更新ui。Messenger可以翻譯爲信使，可以實現進程間通信（IPC），Messenger採用一個單線程來處理所有的消息，而且進程間的通信都是通過發消息來完成的，感覺不能像AIDL那樣直接調用對方的接口方法（具體有待考證），這是其和AIDL的主要區別，也就是說Messenger無法處理多線程，所有的調用都是在一個線程中串行執行的。Messenger的典型代碼是這樣的：new Messenger(service).send(msg)，它的本質還是調用了Handler的sendMessage方法

4.什麼是Looper

Looper是循環的意思，它負責從消息隊列中循環的取出消息然後把消息交給目標處理

5.線程有沒有Looper有什麼區別？

線程如果沒有Looper，就沒有消息隊列，就無法處理消息，線程內部就無法使用Handler。這就是爲什麼在子線程內部創建Handler會報錯："Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"，具體原因下面再分析。

6.如何讓線程有Looper從而正常使用Handler？

在線程的run方法中加入如下兩句：

Looper.prepare();

Looper.loop();

這一切不用我們來做，有現成的，HandlerThread就是帶有Looper的線程。

想用線程的Looper來創建Handler，很簡單，Handler handler = new Handler(thread.getLooper())，有了上面這幾步，你就可以在子線程中創建Handler了，好吧，其實android早就爲我們想到這一點了，也不用自己寫，IntentService把我們該做的都做了，我們只要用就好了，具體怎麼用後面再說。

消息隊列和Looper的工作機制

一個Handler會有一個Looper，一個Looper會有一個消息隊列，Looper的作用就是循環的遍歷消息隊列，如果有新消息，就把新消息交給它的目標處理。每當我們用Handler來發送消息，消息就會被放入消息隊列中，然後Looper就會取出消息發送給它的目標target。一般情況，一個消息的target是發送這個消息的Handler，這麼一來，Looper就會把消息交給Handler處理，這個時候Handler的dispatchMessage方法就會被調用，一般情況最終會調用Handler的handleMessage來處理消息，用handleMessage來處理消息是我們常用的方式。

源碼分析

1. Handler發送消息的過程

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

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);
}

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
       msg.target = this;
       if (mAsynchronous) {
           msg.setAsynchronous(true);
       }
       //這裏msg被加入消息隊列queue
       return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
   }

2.Looper的工作過程

public static void loop() {
     final Looper me = myLooper();
     if (me == null) {
         throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
     }
     //從Looper中取出消息隊列
     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();

     //死循環，循環的取消息，沒有新消息就會阻塞
     for (;;) {
         Message msg = queue.next(); // might block 這裏會被阻塞，如果沒有新消息
         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);
         }

         //將消息交給target處理，這個target就是Handler類型
         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();
     }
 }

3.Handler如何處理消息

/**
 * 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) {
        //這個方法很簡單，直接調用msg.callback.run();
        handleCallback(msg);
    } else {
        //如果我們設置了callback會由callback來處理消息
        if (mCallback != null) {
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                return;
            }
        }
        //否則消息就由這裏來處理，這是我們最常用的處理方式
        handleMessage(msg);
    }
}

我們再看看msg.callback和mCallback是啥東西

/*package*/ Runnable callback;   

現在已經很明確了，msg.callback是個Runnable，什麼時候會設置這個callback：handler.post(runnable)，相信大家都常用這個方法吧

 /**
 * Callback interface you can use when instantiating a Handler to avoid
 * having to implement your own subclass of Handler.
 *
 * @param msg A {@link android.os.Message Message} object
 * @return True if no further handling is desired
 */
public interface Callback {
    public boolean handleMessage(Message msg);
}

final Callback mCallback;

而mCallback是個接口，可以這樣來設置 Handler handler = new Handler(callback)，這個callback的意義是什麼呢，代碼裏面的註釋已經說了，可以讓你不用創建Handler的子類但是還能照樣處理消息，恐怕大家常用的方式都是新new一個Handler然後override其handleMessage方法來處理消息吧，從現在開始，我們知道，不創建Handler的子類也可以處理消息。多說一句，爲什麼創建Handler的子類不好？這是因爲，類也是佔空間的，一個應用class太多，其佔用空間會變大，也就是應用會更耗內存。

HandlerThread簡介

@Override
public void run() {
    mTid = Process.myTid();
    Looper.prepare();
    synchronized (this) {
        mLooper = Looper.myLooper();
        notifyAll();
    }
    Process.setThreadPriority(mPriority);
    onLooperPrepared();
    Looper.loop();
    mTid = -1;
}

HandlerThread繼承自Thread，其在run方法內部爲自己創建了一個Looper，使用上HandlerThread和普通的Thread不一樣，無法執行常見的後臺操作，只能用來處理新消息，這是因爲Looper.loop()是死循環，你的code根本執行不了，不過貌似你可以把你的code放在super.run()之前執行，但是這好像不是主流玩法，所以不建議這麼做。

IntentService簡介

public void onCreate() {
    // TODO: It would be nice to have an option to hold a partial wakelock
    // during processing, and to have a static startService(Context, Intent)
    // method that would launch the service & hand off a wakelock.

    super.onCreate();
    HandlerThread thread = new HandlerThread("IntentService[" + mName + "]");
    thread.start();

    mServiceLooper = thread.getLooper();
    mServiceHandler = new ServiceHandler(mServiceLooper);
}

IntentService繼承自Service，它是一個抽象類，其被創建的時候就new了一個HandlerThread和ServiceHandler，有了它，就可以利用IntentService做一些優先級較高的task，IntentService不會被系統輕易殺掉。使用IntentService也是很簡單，首先startService(intent)，然後IntentService會把你的intent封裝成Message然後通過ServiceHandler進行發送，接着ServiceHandler會調用onHandleIntent(Intent intent)來處理這個Message，onHandleIntent(Intent intent)中的intent就是你startService(intent)中的intent，ok，現在你需要做的是從IntentService派生一個子類並重寫onHandleIntent方法，然後你只要針對不同的intent做不同的事情即可，事情完成後IntentService會自動停止。所以，IntentService是除了Thread和AsyncTask外又一執行耗時操作的方式，而且其不容易被系統幹掉，建議關鍵操作採用IntentService。

在子線程創建Handler爲什麼會報錯？

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());
        }
    }
    //獲取當前線程的Looper
    mLooper = Looper.myLooper();
    //報錯的根本原因是：當前線程沒有Looper
    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;
}