深入剖析Android消息机制 - 全文

　　在Android 中，线程内部或者线程之间进行信息交互时经常会使用消息，这些基础的东西如果我们熟悉其内部的原理，将会使我们容易、更好地架构系统，避免一些低级的错误。在学习Android中消息机制之前，我们先了解与消息有关的几个类：

　　1.Message

　　消息对象，顾名思义就是记录消息信息的类。这个类有几个比较重要的字段：

　　a.arg1和arg2：我们可以使用两个字段用来存放我们需要传递的整型值，在Service中，我们可以用来存放Service的ID。

　　b.obj：该字段是Object类型，我们可以让该字段传递某个多项到消息的接受者中。

　　c.what：这个字段可以说是消息的标志，在消息处理中，我们可以根据这个字段的不同的值进行不同的处理，类似于我们在处理Button事件时，通过switch(v.getId())判断是点击了哪个按钮。

　　在使用Message时，我们可以通过new Message()创建一个Message实例，但是Android 更 推荐我们通过Message.obtain()或者Handler.obtainMessage()获取Message对象。这并不一定是直接创建一个新 的实例，而是先从消息池中看有没有可用的Message实例，存在则直接取出并返回这个实例。反之如果消息池中没有可用的Message实例，则根据给定 的参数new一个新Message对象。通过分析源码可得知，Android系统默认情况下在消息池中实例化10个Message对象。

　　2.MessageQueue

　　消息队列，用来存放Message对象的数据结构，按照“先进先出”的原则存放消息。存放并非实际意义的保存，而是将Message对象以链表的方 式串联起来的。MessageQueue对象不需要我们自己创建，而是有Looper对象对其进行管理，一个线程最多只可以拥有一个 MessageQueue。我们可以通过Looper.myQueue()获取当前线程中的MessageQueue。

　　3.Looper

　　MessageQueue的管理者，在一个线程中，如果存在Looper对象，则必定存在MessageQueue对象，并且只存在一个Looper对象和一个MessageQueue对象。在Android 系统中，除了主线程有默认的Looper对象，其它线程默认是没有Looper对象。如果想让我们新创建的线程拥有Looper对象时，我们首先应调用Looper.prepare()方法，然后再调用Looper.loop()方法。典型的用法如下：

　　view plaincopy to clipboardprint?

　　class LooperThread extends Thread

　　{

　　public Handler mHandler;

　　public void run()

　　{

　　Looper.prepare();

　　//其它需要处理的操作

　　Looper.loop();

　　}

　　}

　　倘若我们的线程中存在Looper对象，则我们可以通过Looper.myLooper()获取，此外我们还可以通过 Looper.getMainLooper()获取当前应用系统中主线程的Looper对象。在这个地方有一点需要注意，假如Looper对象位于应用程 序主线程中，则Looper.myLooper()和Looper.getMainLooper()获取的是同一个对象。

　　4.Handler

　　消息的处理者。通过Handler对象我们可以封装Message对象，然后通过sendMessage(msg)把Message对象添加到 MessageQueue中;当MessageQueue循环到该Message时，就会调用该Message对象对应的handler对象的 handleMessage()方法对其进行处理。由于是在handleMessage()方法中处理消息，因此我们应该编写一个类继承自 Handler，然后在handleMessage()处理我们需要的操作。

　　view plaincopy to clipboardprint?

　　# public class MessageService extends Service

　　#

　　# {

　　# private static final String TAG = “MessageService”;

　　# private static final int KUKA = 0;

　　# private Looper looper;

　　# private ServiceHandler handler;

　　# /**

　　# * 由于处理消息是在Handler的handleMessage()方法中，因此我们需要自己编写类

　　# * 继承自Handler类，然后在handleMessage()中编写我们所需要的功能代码

　　# * @author coolszy

　　# *

　　# */

　　# private final class ServiceHandler extends Handler

　　# {

　　# public ServiceHandler(Looper looper)

　　# {

　　# super(looper);

　　# }

　　#

　　# @Override

　　# public void handleMessage(Message msg)

　　# {

　　# // 根据what字段判断是哪个消息

　　# switch (msg.what)

　　# {

　　# case KUKA：

　　# //获取msg的obj字段。我们可在此编写我们所需要的功能代码

　　# Log.i(TAG， “The obj field of msg：” + msg.obj);

　　# break;

　　# // other cases

　　# default：

　　# break;

　　# }

　　# // 如果我们Service已完成任务，则停止Service

　　# stopSelf(msg.arg1);

　　# }

　　# }

　　#

　　# @Override

　　# public void onCreate()

　　# {

　　# Log.i(TAG， “MessageService-->onCreate()”);

　　# // 默认情况下Service是运行在主线程中，而服务一般又十分耗费时间，如果

　　# // 放在主线程中，将会影响程序与用户的交互，因此把Service

　　# // 放在一个单独的线程中执行

　　# HandlerThread thread = new HandlerThread(“MessageDemoThread”， Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);

　　# thread.start();

　　# // 获取当前线程中的looper对象

　　# looper = thread.getLooper();

　　# //创建Handler对象，把looper传递过来使得handler、

　　# //looper和messageQueue三者建立联系

　　# handler = new ServiceHandler(looper);

　　# }

　　#

　　# @Override

　　# public int onStartCommand(Intent intent， int flags， int startId)

　　# {

　　# Log.i(TAG， “MessageService-->onStartCommand()”);

　　#

　　# //从消息池中获取一个Message实例

　　# Message msg = handler.obtainMessage();

　　# // arg1保存线程的ID，在handleMessage()方法中

　　# // 我们可以通过stopSelf(startId)方法，停止服务

　　# msg.arg1 = startId;

　　# // msg的标志

　　# msg.what = KUKA;

　　# // 在这里我创建一个date对象，赋值给obj字段

　　# // 在实际中我们可以通过obj传递我们需要处理的对象

　　# Date date = new Date();

　　# msg.obj = date;

　　# // 把msg添加到MessageQueue中

　　# handler.sendMessage(msg);

　　# return START_STICKY;

　　# }

　　#

　　# @Override

　　# public void onDestroy()

　　# {

　　# Log.i(TAG， “MessageService-->onDestroy()”);

　　# }

　　#

　　# @Override

　　# public IBinder onBind(Intent intent)

　　# {

　　# return null;

　　# }

　　# }

　　注：在测试代码中我们使用了HandlerThread类，该类是Thread的子类，该类运行时将会创建looper对象，使用该类省去了我们自己编写Thread子类并且创建Looper的麻烦。

　　下面我们通过查看源码，分析下程序的运行过程：

　　1.onCreate()

　　首先启动服务时将会调用onCreate()方法，在该方法中我们new了一个HandlerThread对象，提供了线程的名字和优先级。

　　紧接着我们调用了start()方法，执行该方法将会调用HandlerThread对象的run()方法：

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　　public void run() {

　　mTid = Process.myTid();

　　Looper.prepare();

　　synchronized (this) {

　　mLooper = Looper.myLooper();

　　notifyAll();

　　}

　　Process.setThreadPriority(mPriority);

　　onLooperPrepared();

　　Looper.loop();

　　mTid = -1;

　　}

　　在run()方法中，系统给线程添加的Looper，同时调用了Looper的loop()方法：

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　　1. public static final void loop() {

　　2.

　　3. Looper me = myLooper();

　　4. MessageQueue queue = me.mQueue;

　　5. while (true) {

　　6. Message msg = queue.next(); // might block

　　7. //if (!me.mRun) {

　　8. // break;

　　9. //}

　　10. if (msg != null) {

　　11. if (msg.target == null) {

　　12. // No target is a magic identifier for the quit message.

　　13. return;

　　14. }

　　15. if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(

　　16. “>>>>> Dispatching to ” + msg.target + “ ”

　　17. + msg.callback + “： ” + msg.what

　　18. );

　　19. msg.target.dispatchMessage(msg);

　　20. if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(

　　21. “<<<<< Finished to ” + msg.target + “ ”

　　22. + msg.callback);

　　23. msg.recycle();

　　24. }

　　25. }

　　26. }

　　通过源码我们可以看到loop()方法是个死循环，将会不停的从MessageQueue对象中获取Message对象，如果MessageQueue 对象中不存在Message对象，则结束本次循环，然后继续循环;如果存在Message对象，则执行 msg.target.dispatchMessage(msg)，但是这个msg的.target字段的值是什么呢?我们先暂时停止跟踪源码，返回到 onCreate()方法中。线程执行完start()方法后，我们可以获取线程的Looper对象，然后new一个ServiceHandler对象， 我们把Looper对象传到ServiceHandler构造函数中将使handler、looper和messageQueue三者建立联系。

　　2.onStartCommand()

　　执行完onStart()方法后，将执行onStartCommand()方法。首先我们从消息池中获取一个Message实例，然后给 Message对象的arg1、what、obj三个字段赋值。紧接着调用sendMessage(msg)方法，我们跟踪源代码，该方法将会调用 sendMessageDelayed(msg， 0)方法，而sendMessageDelayed()方法又会调用sendMessageAtTime(msg， SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis)方法，在该方法中我们要注意该句代码msg.target = this，msg的target指向了this，而this就是ServiceHandler对象，因此msg的target字段指向了 ServiceHandler对象，同时该方法又调用MessageQueue 的enqueueMessage(msg， uptimeMillis)方法：

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　　# final boolean enqueueMessage(Message msg， long when) {

　　# if (msg.when != 0) {

　　# throw new AndroidRuntimeException(msg

　　# + “ This message is already in use.”);

　　# }

　　# if (msg.target == null && !mQuitAllowed) {

　　# throw new RuntimeException(“Main thread not allowed to quit”);

　　# }

　　# synchronized (this) {

　　# if (mQuiting) {

　　# RuntimeException e = new RuntimeException(

　　# msg.target + “ sending message to a Handler on a dead thread”);

　　# Log.w(“MessageQueue”， e.getMessage()， e);

　　# return false;

　　# } else if (msg.target == null) {

　　# mQuiting = true;

　　# }

　　# msg.when = when;

　　# //Log.d(“MessageQueue”， “Enqueing： ” + msg);

　　# Message p = mMessages;

　　# if (p == null || when == 0 || when < p.when) {

　　# msg.next = p;

　　# mMessages = msg;

　　# this.notify();

　　# } else {

　　# Message prev = null;

　　# while (p != null && p.when <= when) {

　　# prev = p;

　　# p = p.next;

　　# }

　　# msg.next = prev.next;

　　# prev.next = msg;

　　# this.notify();

　　# }

　　# }

　　# return true;

　　# }

　　该方法主要的任务就是把Message对象的添加到MessageQueue中(数据结构最基础的东西，自己画图理解下)。

　　handler.sendMessage()-->handler.sendMessageDelayed()-->handler.sendMessageAtTime()-->msg.target = this;queue.enqueueMessage==>把msg添加到消息队列中

　　3.handleMessage(msg)

　　onStartCommand()执行完毕后我们的Service中的方法就执行完毕了，那么handleMessage()是怎么调用的呢?在前 面分析的loop()方法中，我们当时不知道msg的target字段代码什么，通过上面分析现在我们知道它代表ServiceHandler对 象，msg.target.dispatchMessage(msg);则表示执行ServiceHandler对象中的 dispatchMessage()方法：

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　　1. public void dispatchMessage(Message msg) {

　　2. if (msg.callback != null) {

　　3. handleCallback(msg);

　　4. } else {

　　5. if (mCallback != null) {

　　6. if (mCallback.handleMessage(msg)) {

　　7. return;

　　8. }

　　9. }

　　10. handleMessage(msg);

　　11. }

　　12. }

　　该方法首先判断callback是否为空，我们跟踪的过程中未见给其赋值，因此callback字段为空，所以最终将会执行handleMessage()方法，也就是我们ServiceHandler类中复写的方法。在该方法将根据what字段的值判断执行哪段代码。

　　至此，我们看到，一个Message经由Handler的发送，MessageQueue的入队，Looper的抽取，又再一次地回到Handler的怀抱中。而绕的这一圈，也正好帮助我们将同步操作变成了异步操作。