Android消息处理机制详解

上一篇简单的讲了下Handler的使用，本篇就解析一下Andorid消息处理机制的内部实现，到底是如何为绑定的线程创建looper对象和消息队列的，又是怎么实现消息添加、消息遍历和消息分发的。

首先需要介绍几个非常重要的角色：Looper、Handler、HandlerThread、MessageQueue、Message
Looper帮助一个线程维护一个消息队列，每一个线程都可以拥有一个Looper对象。
Handler负责把消息放入线程的消息队列中以及分发消息。
HandlerThread本身是一个Thread，并且内部封装了一个Looper对象，所以不用我们去关心Looper的创建和释放问题。
Message本身是一个Parcelable对象，MessageQueue用来存储一些待分发的Message，内部实现了一个Message链表的结构。

在一个子线程中创建Handler时，必须初始化该线程的Looper对象，因为普通的Thread默认是没有消息队列的。程序启动的时候，系统会为主线程（UI线程）创建一个Looper对象和消息队列，我们可以通过Looper.getMainLooper()获得。如果不使用HandlerThread，则通常我们在子线程中创建一个Handler的代码如下所示：

class MyThread extends Thread {      
    public Handler mHandler;     
    public void run() {      
       Looper.prepare();          
       mHandler = new Handler() {       
       public void handleMessage(Message msg) {          
        /* 处理接收到的消息 */
       }     
     };               
     Looper.loop(); 
   }
}

可以使用HandlerThread替代上面的方式，代码如下：

class MyHandler extends Handler {
        public MyHandler(Looper looper) {
            super(looper);
        }
 
        public void handleMessage(Message msg) {
            /** 处理接收到的消息*/
        }
    }
 
   class UpdateRunnable implements Runnable {
 
        public void run() {
            Message msg = mHandler.obtainMessage();
            msg.what = 10000;
            msg.sendToTarget();
        }
 
    }
 
//在需要调用的地方，加入下面代码即可
HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("MyHandlerThread");
handlerThread.start();
mHandler = new MyHandler(handlerThread.getLooper());
//add to MessageQueue
mHandler.post(new UpdateRunnable());

这两种方式原理是一样的，HandlerThread在run方法中也调用了Looper.prepare()和Looper.loop()方法。
那这两个方法做了些什么呢？下面根据sdk源码来分析。

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

可以看到，调用Looper.prepare()时，为当前线程创建了一个Looper对象，继续跟踪，看创建Looper对象的时候又做了些什么呢？

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

为当前绑定的线程创建了一个消息队列，下面继续看Looper.loop()内部干了些啥呢？

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();
    }
}

从源码可以看出，在一个无限for循环中遍历消息队列，然后调用Handler进行消息分发处理，分发之后调用recycle()把Message对象回收到Message Pool中（最大值为50个，若消息池中已经有50个Message，则丢弃不保存），实现Message对象的复用，调用handler.obtainMessage()时就是从消息池取得Message对象。当消息队列返回null时就退出循环。调用next函数时，也是执行一个无限for循环，直接获取消息链表指向的下一个节点，判断该消息指定的执行时间是否已到，若已到则返回Message对象，若没有满足条件的Message，则继续等待直到线程结束，具体方法可以查询MessageQueue.java源码。
现在Looper对象和消息队列已经创建好了，看看Handler是怎么分发消息的。

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

handler的处理比较简单，先判断Message中有没有指定的callback对象（Runnable），有的话就调用callback的run方法，没有则调用我们自己创建Handler对象时实现的handleMessage(Message msg)方法，就这样实现了消息的分发。还有一个疑问没有解决，就是handler如何把消息添加到消息队列呢？继续跟踪Handler的sendMessage函数。

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)
    {
        boolean sent = false;
        MessageQueue queue = mQueue;
        if (queue != null) {
            msg.target = this;
            sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
        }
        else {
            RuntimeException e = new RuntimeException(
                this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
            Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
        }
        return sent;
    }

enqueueMessage这个函数就是我们要找的，它负责把Message对象添加到了MessageQueue管理的Message链表里。ok，该睡觉了，明天还得上班，现在应该对Android的消息处理机制有了一个清晰的认识了吧。

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