异步消息处理
一、Looper
Looper负责的就是创建一个MessageQueue,然后进入一个无限循环体不断从该MessageQueue中读取消息,而消息的创建者就是一个或多个Handler 。
在构造方法中,创建了一个MessageQueue(消息队列)。
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
方法1. static void prepare() 静态的方法,准备
ThreadLocal中添加进一个新的对象,sThreadLocal是一个ThreadLocal对象,可以在一个线程中存储变量。prepare()中判断了当前线程的 Looper 对象是否为null,不为 null则抛出异常。这也就说明了一个线程Looper.prepare()方法不能被调用两次,同时也保证了一个线程中只有一个Looper实例
static final ThreadLocal sThreadLocal = new ThreadLocal();
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));
}
方法2. loop() 方法
public static Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}
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();
// 无限循环阶段
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // 可能阻塞,只有当 MessageQueue 调用 quit 方法时,next 方法才会返回 null,否则都会阻塞等待
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);
}
//使用调用 msg.target.dispatchMessage(msg);把消息交给msg的target的dispatchMessage方法去处理。
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();
}
}
Looper 的静态方法 prepare() 中新建了一个 Looper 对象,Looper 的构造方法中初始化了 MessageQueue(新建) 、
且为 Thread 对象赋值(当前线程)。这两个对象是 Looper 对象持有的,每个 Looper 对象中都有一个 MessageQueue 和 当前线程对象,
prepare() 中将新建的 Looper 对象添加到了 ThreadLocal
static final ThreadLocal
ThreadLocal
时也会通过当前线程来取
prepare() 方法中会判断当前线程是否已经绑定了 Looper 对象,如果绑定了则会抛出
**throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread"); **
在初始化 Handler 时也会根据当前线程判断是否绑定了 Looper ,如果没有绑定则会抛出
throw new IllegalStateException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
通过这个过程,保证了每个线程只能绑定一个 Looper ,并且每个 Looper 都有一个 MessageQueue 对象
Looper.myLooper()获取了当前线程保存的 Looper 实例,然后在又获取了这个 Looper 实例中保存的
MessageQueue(消息队列),这样就保证了 handler 的实例与我们 Looper 实例中 MessageQueue 关联上了。
Looger.getMainLooper(); 获取主线程的 Looper 对象,主线程会自动调用 Looper.prepareMainLooper() 方法
完成 Looper 对象的绑定,并将该 Looper 对象赋值给一个静态的 Looper 变量,在调用 getMainLooper() 方法
时将该 Looper 对象返回。
Looper.myLooper() 方法是获取当前线程的 Looper 对象。
MessageQueue 的 next() 方法
MessageQueue 的 next() 方法中,除了取出 Java 层需要处理的 Message 对象,还会调用 nativePollOnce() 方法处理 Native 层的消息循环
native 层的消息循环在 MessageQueue 构造函数执行时启动,其构造函数会在 Native 层创建 Native.Looper 和 NativeMessageQueue,通过 Linux 的管道和 epoll 机制来实现
Linux 的管道可以看做是一个文件,并且包含读和写端,epoll 机制是如果一个线程读该文件时该文件没有内容,则该线程会进入等待,当另一个线程往该文件写内容后会唤醒正在读端等待的线程。这个等待和唤醒的机制就使用 Linux 的 epoll 机制
当 Java 层的 MessageQueue 获取消息的时候,也会调用 natice 层的 MessageQueue 从管道中读消息并且处理消息
创建 Native 层循环模型的原因:
Android 是支持纯 Native 开发的,并且 Android 系统的核心组件也是运行在 native 层的,各组件直接需要通信,所以建立两套循环机制就很重要
Looper主要作用:
与当前线程绑定,保证一个线程只会有一个 Looper 实例,同时一个 Looper 实例也只有一个 MessageQueue
loop() 方法,不断从 MessageQueue 中去取消息,交给消息的 target 属性的 dispatchMessage 去处理
好了,我们的异步消息处理线程已经有了消息队列(MessageQueue),也有了 Looper 在无限循环体中取出消息,
现在缺的就是发送消息的对象了,发送消息的对象是 Handler
二、Handler
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());
}
}
mLooper = Looper.myLooper();
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;
}
Handler 对象中有一个 Looper 对象和一个 MessageQueue 对象,这两个属性都是final 的在创建一个 Handler 对象的时候,如果当前线程没有绑定 Looper 对象,则会抛出异常 throw new RuntimeException("Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");所以在一个线程中创建 Handler 的时候当前线程必须调用 Looper.prepare(); 方法
然后看我们最常用的sendMessage方法,方法最后调用了sendMessageAtTime,在此方法内部有直接
获取 MessageQueue 然后调用了 enqueueMessage 方法,我们再来看看此方法: enqueue : 入队
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
enqueueMessage 中首先为 meg.target 赋值为this,【Looper的loop方法会取出每个msg然后交给 msg.target.dispatchMessage(msg) 去处理消息,也就是把当前的handler作为msg的 target 属性。
最终会调用 queue 的 enqueueMessage 的方法,也就是说 handler 发出的消息,最终会保存到消息队列中去。enqueueMessage 方法中使用 synchronize 锁 MessageQueue 对象,保证不同线程插入数据时的同步问题。
Looper 会调用 prepare() 和 loop() 方法,在当前执行的线程中保存一个 Looper 实例,这个实例会保存一个 MessageQueue 对象,然后当前线程进入一个无限循环中去,不断从 MessageQueue 中读取 Handler 发来的消息。然后再回调创建这个消息的 handler 中的 dispathMessage 方法
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg); // 使用创建 Message 时构造方法中的 Runnable 处理消息
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) { // 使用创建 Handler 时构造方法中的 Handler.Callback 处理消息
return;
}
}
handleMessage(msg); // 重写的处理消息方法处理
}
}
这个流程已经解释完毕,让我们首先总结一下
首先Looper.prepare()在本线程中保存一个Looper实例,然后该实例中保存一个MessageQueue对象; 因为Looper.prepare()在一个线程中只能调用一次,所以MessageQueue在一个线程中只会存在一个。
Looper.loop()会让当前线程进入一个无限循环,不断从 MessageQueue 的实例中读取消息,然后回调 msg.target.dispatchMessage(msg) 方法。
Handler 的构造方法,会首先得到当前线程中保存的 Looper 实例,进而与 Looper 实例中的 MessageQueue 相关联。
Handler的 sendMessage 方法,会给 msg 的 target 赋值为 handler 自身,然后加入 MessageQueue 中。
在构造 Handler 实例时,我们会重写 handleMessage 方法,也就是 msg.target.dispatchMessage(msg) 最终调用的方法。
好了,总结完成,大家可能还会问,那么在Activity中,我们并没有显示的调用 Looper.prepare() 和 Looper.loop() 方法,
为啥 Handler 可以成功创建呢,这是因为在 ActivityTherad 的 main() 方法中,已经为主线程调用了Looper.prepareMainLooper() 和 Looper.loop() 方法。
关于Handler处理消息的方式
创建 Message 对象时,指定 Runnable 对象,
例如 Message.obtain(Handler handler, Runnable callback)创建 Handler.Callback 实现类对象,并作为创建 Handler 的构造方法的参数
自定义类继承自 Handler,并重写 handlerMessage() 方法
以上3种方法的执行顺序:如果存在方式1,则由方式1直接处理;如果存在方式2,则方式2处理消息,且,如果方式2返回true,则处理完毕,否则,方式3也会处理消息。
Handler.post(); // 等多久执行... run() 方法中的代码
mHandler.post(new Runnable() {
@Override
public void run(){
og.e("TAG", Thread.currentThread().getName());
mTxt.setText("test");
}
});
然后 run 方法中可以写更新UI的代码,其实这个 Runnable 并没有创建什么线程,而是发送了一条消息,下面看源码:
public final boolean post(Runnable r) {
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();
m.callback = r;
return m;
}
可以看到,在 getPostMessage 中,得到了一个 Message 对象,然后将我们创建的 Runable 对象作为 callback 属性,赋值给了此 message.
注:产生一个Message对象,可以new ,也可以使用Message.obtain()方法;两者都可以,但是更建议使用obtain方法,
因为Message内部维护了一个Message池用于Message的复用,避免使用new 重新分配内存。
最终和handler.sendMessage一样,调用了sendMessageAtTime,然后调用了enqueueMessage方法,给msg.target赋值为 handler,最终加入MessagQueue.msg的 callback 和target都有值,那么会执行哪个呢?
如果 callback 不为null,则执行callback回调,也就是我们的Runnable对象Handler 对象创建之后可以在任何线程中发消息,最终消息的处理都将回到 创建 Handler 时使用的 Looper 所在的线程处理。所以在子线程中可以使用主线程中创建的 Handler 对象发消息,在主线程中处理消息。
每个线程中可以创建多个 Handler ,处理消息时就调用 msg.targe 也就是 Handler 来处理,Looper 将消息发送给发送消息时使用的 Handler 对象来处理。子线程不可以直接创建 Handler, 必须在子线程先调用 Looper.prepare();线程中调用 Looper.loop(); 方法后才会开启轮循
一个线程中只能有一个 Looper ,也就是只能有一个 MessageQueue ,可以有多个 Handler。一个 Handler 可以在不同的线程中发送消息,但是消息的处理都是在创建 Handler 时使用的 Looper 所在的线程
总结
每个线程在绑定 Looper 之后都有一个 MessageQueue ,MessageQueue 中存着需要处理的消息 Message,Message 中存着处理消息的 Handler,Handler 在发消息时会将消息发送到自己所在线程的 MessageQueue,Looper 的 loop 方法就是开启 MessageQueue 的遍历。这样,Handler 所发的消息处理就会在 Handler 所在的线程中。
参考:http://blog.csdn.net/lmj623565791/article/details/47079737