Android系统中异步消息处理线程机制的理解

Android系统中异步消息处理线程机制的理解

 普通线程：对于一般的线程模型，执行完run（）方法内的代码后线程就结束了。

 异步线程：线程启动后会进入一个无限的循环体之中，每次循环，从其内部的消息队列中取出一个消息，并回调相应的消息处理函数，执行完一个消息后继续循环。如果消息队列为空，线程会暂停，直到消息队列中有新的消息。

 异步消息处理本质是仍然是一个线程，只不过这个线程的执行代码逻辑被设置成了异步线程模型所需要的。

 异步线程的应用需求：

1）任务需要常驻。比如处理用户交互，网络请求处理等任务。

2）任务需要根据外部传递的消息做不同的操作。比如，根据不同消息，对不同任务的分发等

 

 Android系统中的实现机制：

 

  在android中实现异步线程主要涉及到如下几个类：ThreadLocal，Looper，MessageQueue，Handler，Message。

 下面是网上的一张异步线程实现类的关系图：

ThreadLocal

ThreadLocal并不是Android的sdk中的类，而是java.lang中的一个类，该类的作用是为线程创建一个基于线程的变量存储，称之为线程局部存储。

简单的说，就是作用域在线程内，本线程内的该类的任何对象保持一致。

ThreadLocal可以使对象达到线程隔离的目的，它为每一个线程维护自己的变量拷贝，通过其中的set方法将变量绑定到线程上。ThreadLocal提供了一种解决多线程同步的问题解决方案，通过为每一份变量进行拷贝，这样的话，每个线程操作的都是属于自己的变量，而不是共同的一个变量，因此也就不需要同步锁了。在Android的异步线程中，ThreadLocal绑定的这个线程变量就是Looper的一个对象。

Looper类

Looper只是产生一个消息循环框架，首先Looper创建了消息队列（MessageQueue）并把它挂接在Linux的线程上下文中，进入到取消息，并分发消息的循环当中。Looper 类用来为一个线程跑一个消息循环。线程在默认情况下是没有消息循环与之关联的，Thread类在run()方法中的内容执行完之后就退出了，即线程做完自己的工作之后就结束了，没有循环的概念。

在Looper类中有一个成员变量mQueue（MessageQueue类的实例）,该变量用于保存Looper中MessageQueue。 Looper通过静态方法Looper.prepare（）方法来创建出一个MessageQueue对象。调用Looper类的 prepare() 方法可以为当前线程创建一个消息循环，调用loop() 方法使之处理信息，直到循环结束。注意，Looper.prepare()方法在一个线程中只能执行一次。大多数和消息循环的交互是通过 Handler 类进行的。

 class LooperThread extends Thread {
      public Handler mHandler;
      public void run() {
          Looper.prepare();
          mHandler = new Handler() {
              public void handleMessage(Message msg) {
                  // process incoming messages here
              }
          };
          Looper.loop();
      }
  }

Handler类　　

　　

Handler类用来发送和处理消息(Message)以及和线程的消息队列(MessageQueue)关联的Runnable对象。Handler对象在同一个线程上下文中取得消息队列，对消息队列进行封装操作，最主要的就是SendMessage和担当起dispatchMessage这个实际工作。

外部系统需要向某个Android线程发送消息，必须通过属于该AndroidThread的Handler这个对象。每一个Handler对象都仅和一个线程及这个线程的消息队列关联。一个特定线程的所有Handler对象都会收到同样的方法。（这是一个“一对多”的关系）。如下图（图片来自网络）所示：

　　当你创建一个新的Handler对象，它会和创建它的这个线程/线程的消息队列绑定，从那个时刻开始，它将向这个消息队列传递消息和runnable对象，并且当它们从队列中出来时执行它们。

　　Handler主要有两种用途：

　　1.合理调度安排消息和runnable对象，使它们在将来的某个点被执行。

　　2.将一个动作入队安排在非当前线程执行。

Handler属于某个线程，取决Handlerd对象在哪个线程中建立。Handler在构建时做了如下的默认动作：

• 从线程上下文取得Looper。

 

• 通过Looper获取到消息队列并记录在自己的成员mQueue变量中

Handler使用消息队列进行对象封装，提供如下的成员函数：

• 通过  post(Runnable r)发送。Runnable是消息处理的回调函数，通过该消息的发送，引起Runable 的回调运行，post消息放置消息队列的前面。Message.callback=Runable.

 

• 通过 sendMessage发送。放置在所有的Post消息之后，sendMessage发送消息.

• dispatchMessage分发消息。消息带有回调函数，则执行消息回调函数，如何没有则使用默认处理函数：handleMessage。而handleMessage往往被重载成某个继承

     Handler对象的新的特定的handleMessage。几乎所有的Message发送时，都指定了target。Message.target=(this).

Handler对象的post方法和sendMessage方法本质上都是发送消息的方法(post类方法实质上是调用了sendMessage方法)。所谓发送消息就是把消息放入消息队列中的合适位置，并且把消息的target设置为本Handler对象。

所以当队列中的消息处理的时候，也会找到当时送它来的Handler对象，调用其相应的dispatchMessage()方法，进而调用其中的handleMessage()方法或者mCallback成员的handleMessage()方法来进行处理。