Android消息机制源码解读
- 不要心急，一点一点的进步才是最靠谱的。
读完本文你将了解：
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- 前言
- Message
- 如何获取一个消息
- Message.obtain()
- 消息的回收利用
- MessageQueue
- MessageQueue 的属性
- 何时初始化
- 消息入队的过程
- 消息出队的过程
- Looper
- 线程相关 ThreadLocal
- 无限循环调度
- 如何停止
- Handler
- Handler 的属性
- 发送消息
- 处理消息
- 移除消息
- 主线程消息机制
- 总结
- Thanks
前言
本来我以为自己很了解 Handler，在印象中 Android 消息机制无非就是：
- Handler 给 MessageQueue 添加消息
- 然后 Looper 无限循环读取消息
- 再调用 Handler 处理消息
整体的流程有了，但是一直没有结合源码捋一捋。
直到有一天在使用 Handler 发送消息时遇到了一个问题：
This message is already in use.
这才去翻了翻源码，今天总结一下。
Android 消息机制主要涉及 4 个类：
Message
MessageQueue
Handler
Looper
我们依次结合源码分析一下。
Message
“消息机制”，其中要传递的就是 Message，官方对它的描述是：
包含任意类型的对象和描述信息，可以被发送给 Handler。
Message 的主要属性如下：
//用来标识一个消息，接收消息方可以根据它知道这个消息是做什么的
public int what;
//如果你的消息要传递的数据是整型的，可以直接使用 arg1 和 arg2，而不需要使用构造一个 Bundle
public int arg1;
public int arg2;
//一个任意类型的对象，在使用 Messenger 跨进程传递消息时，通常使用它传递给接收者
//在其他场景下我们一般使用 setData() 方法
public Object obj;
//负责回复消息的 Messenger，有的场景下（比如接受者、发送者模型）需要使用它
public Messenger replyTo;
//当前消息的标志，只在被 Messenger 传递消息时使用，其他情况下都是 -1
public int sendingUid = -1;
//标识当前消息是否在被使用
//当一个消息入队时这个标志会被改变，在被重新获取后重置
//当一个消息已经在被使用时，二次入队或者回收会报错（这就是我前言中提到的错误原因）
/*package*/static final int FLAG_IN_USE = 1 << 0;
//标识当前 消息是否是异步的
/*package*/static final int FLAG_ASYNCHRONOUS = 1 << 1;
//在 copyFrom 方法中要清除的标志
/*package*/static final int FLAGS_TO_CLEAR_ON_COPY_FROM = FLAG_IN_USE;
/*package*/int flags;
/*package*/long when;
//很关键的数据部分
/*package*/Bundle data;
//发送和处理消息关联的 Handler
/*package*/Handler target;
//消息的回调
/*package*/Runnable callback;
//在有些场景下还会以链表的形式关联后一个消息
/*package*/Message next;
//消息池
private static final Object sPoolSync = new Object();
private static Message sPool; //回收消息链表
private static int sPoolSize = 0;
private static final int MAX_POOL_SIZE = 50;
private static boolean gCheckRecycle = true;
Pasted from: http://book2s.com/java/src/package/android/os/message.html#a940ebe121994bfb7f9629bca79beab6
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可以看到，Message 中比较关键的属性有：
- 标识干什么的 what
- 两个简易的整型数据存储对象 arg1 arg2
- 存储复杂点的对象 Bundle
- 跨进程通信绑定数据的 object
- 与之关联的 Handler
- 还有一些标志位，和消息池什么的
如何获取一个消息
消息机制最开始肯定需要构建一个消息。
虽然 Message 的构造函数是 public 的，但是官方还是建议我们使用以下 2 种方式获取一个 Message 对象：
Message.obtain()Handler.obtainMessage()
原因是这两个方法会从一个消息回收池里获取消息，而不是新建一个，这样可以节省内存。
Handler.obtainMessage() 也是调用的 Message.obtain()：
public final Message obtainMessage() {
return Message.obtain(this);
}
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去看一下 Message.obtain() 源码。
Message.obtain()
Message.obtain() 有 7 个重载方法，基本就是在获取一个 Message 对象的同时直接赋值：
我们选最复杂的一个看下源码：
public static Message obtain(Handler h, int what, int arg1, int arg2,
Object obj) {
Message m = obtain();
m.target = h;
m.what = what;
m.arg1 = arg1;
m.arg2 = arg2;
m.obj = obj;
return m;
}
Pasted from: http://book2s.com/java/src/package/android/os/message.html#50de1a696587dcd5ae3c91eb63985af2
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的确就是在 obtainI() 的基础上加了一些赋值。
Message.obtain() 源码如下：
public static Message obtain() {
synchronized (sPoolSync) {
if (sPool != null) {
Message m = sPool;
sPool = m.next;
m.next = null;
m.flags = 0; // 获取一个复用的消息时，会重置标志位，之前它是 FLAG_IN_USE
sPoolSize--;
return m;
}
}
return new Message();
}
Pasted from: http://book2s.com/java/src/package/android/os/message.html#62dadbbac34056e7ad4fad36d757d6ef
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可以看到，这个方法会获取前面提到的 private static Message sPool; ，如果 sPool 存在就从复用消息链表头部取一个消息，然后重置它的标志位；如果不存在复用消息链表就新建一个消息。
那什么时候往消息池中添加消息呢？
消息的回收利用
消息的回收在 Message.recyclerUnchecked() 方法：
void recycleUnchecked() {
flags = FLAG_IN_USE; //当前消息被回收时，会标志为 FLAG_IN_USE
what = 0;
arg1 = 0;
arg2 = 0;
obj = null;
replyTo = null;
sendingUid = -1;
when = 0;
target = null;
callback = null;
data = null;
synchronized (sPoolSync) {
if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) {
next = sPool;
sPool = this;
sPoolSize++;
}
}
}
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可以看到 recycleUnchecked 方法将当前 Message 标志为 FLAG_IN_USE，这样如果这个方法在被入队，就会报错。此外它还清除了其他数据，然后把这个消息加入了回收消息的链表中。
那 recycleUnchecked() 什么时候会被调用呢？
在 MessageQueue 和 Looper 中都有。
MessageQueue.removeMessages() 方法：
void removeMessages(Handler h, int what, Object object) {
if (h == null) {
return;
}
synchronized (this) {
Message p = mMessages;
// Remove all messages at front.
while (p != null && p.target == h && p.what == what
&& (object == null || p.obj == object)) {
Message n = p.next;
mMessages = n;
p.recycleUnchecked(); //这里调用了
p = n;
}
// Remove all messages after front.
while (p != null) {
Message n = p.next;
if (n != null) {
if (n.target == h && n.what == what
&& (object == null || n.obj == object)) {
Message nn = n.next;
n.recycleUnchecked(); //这里也调用了
p.next = nn;
continue;
}
}
p = n;
}
}
}
Pasted from: http://book2s.com/java/src/package/android/os/messagequeue.html#0dbba2b975383e8b440199e5d69c73de
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Looper.loop() 方法：
public static void loop() {
//...
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
//...
msg.recycleUnchecked();
}
}
Pasted from: http://book2s.com/java/src/package/android/os/looper.html
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至此我们可以看到，一个消息在被 Looper 处理时或者移出队列时会被标识为 FLAG_IN_USE，然后会被加入回收的消息链表，这样我们调用 Message.obtain() 方法时就可以从回收的消息池中获取一个旧的消息，从而节约成本。
MessageQueue
MessageQueue 管理着一个 Message 的列表，Handlers 为它添加消息，Looper 从中取消息。
MessageQueue 的属性
// 队列是否可以退出
private final boolean mQuitAllowed;
@SuppressWarnings("unused")
private long mPtr; //底层使用的 code
//消息链表的开头
Message mMessages;
private final ArrayList mIdleHandlers = new ArrayList();
private SparseArray mFileDescriptorRecords;
private IdleHandler[] mPendingIdleHandlers;
private boolean mQuitting;
//指出获取下一个消息的方法 next() 是否阻塞
private boolean mBlocked;
// Barriers are indicated by messages with a null target whose arg1 field carries the token.
//后一个屏障的 token
private int mNextBarrierToken;
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可以看到，MessageQueue 虽然叫“消息队列”，持有的其实是一个消息链表的节点。
何时初始化
MessageQueue 一般不直接访问，都是通过 Looper.myQueue() 方法获取一个消息队列。
消息队列在 Looper 的构造函数中初始化：
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
MessageQueue(boolean quitAllowed) {
mQuitAllowed = quitAllowed;
mPtr = nativeInit();
}
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MessageQueue 的构造函数中传入一个是否允许中途退出的标志，然后调用 Native 方法初始化。
这篇文章暂不研究 Native 层源码。
消息入队的过程
消息入队的方法是 enqueueMessage() 方法：
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
if (msg.target == null) { //这里要求消息必须跟 Handler 关联
throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
}
if (msg.isInUse()) {
throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
}
synchronized (this) {
if (mQuitting) { //如果消息队列已经退出，还入队就报错
IllegalStateException e = new IllegalStateException(
msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
msg.recycle();
return false;
}
msg.markInUse(); //消息入队后就标记为 在被使用
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
//添加消息到链表中
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
//之前是空链表的时候读取消息会阻塞，新添加消息后唤醒
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
//插入消息到队列时，只有在队列头部有个屏障并且当前消息是异步的时才需要唤醒队列
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
Message prev;
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;
}
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);
}
}
return true;
}
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Message.enqueueMessage()方法中会检查入队的消息是否在被使用，如果是的话会报错：
if (msg.isInUse()) {
throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
}
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现在我们清楚了，文章开头我遇到的：
This message is already in use.
是因为我二次使用了已经在使用的消息，在入队时 MessageQueue 检查发现后报的错。
所以每次调用 Handler.sendMessage() 时，都必须是 obtain() 或者 new 一个新的 Message 对象才行。
此外，如果消息队列已经退出，还添加消息入队就会报错。
消息出队的过程
消息出队的方法是 MessageQueue.next() 方法：
Message next() {
//如果消息的 looper 退出，就退出这个方法
final long ptr = mPtr;
if (ptr == 0) {
return null;
}
int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
int nextPollTimeoutMillis = 0;
//也是一个循环，有合适的消息就返回，没有就阻塞
for (;;) {
if (nextPollTimeoutMillis != 0) { //如果有需要过段时间再处理的消息，先调用 Binder 的这个方法
Binder.flushPendingCommands();
}
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
//获取下一个消息
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages; //当前链表的头结点
if (msg != null && msg.target == null) {
//如果消息没有 target，那它就是一个屏障，需要一直往后遍历找到第一个异步的消息
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
if (msg != null) {
if (now < msg.when) { //如果这个消息还没到处理时间，就设置个时间过段时间再处理
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
} else {
// 消息是正常的、可以立即处理的
mBlocked = false;
//取出当前消息，链表头结点后移一位
if (prevMsg != null) {
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null;
if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
msg.markInUse(); //标记这个消息在被使用
return msg;
}
} else {
// 消息链表里没有消息了
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
//如果收到退出的消息，并且所有等待处理的消息都处理完时，调用 Native 方法销毁队列
if (mQuitting) {
dispose();
return null;
}
//有消息等待过段时间执行时，pendingIdleHandlerCount 增加
if (pendingIdleHandlerCount < 0
&& (mMessages == null || now < mMessages.when)) {
pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
}
if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {
mBlocked = true;
continue;
}
if (mPendingIdleHandlers == null) {
mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];
}
mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);
}
for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {
final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
mPendingIdleHandlers[i] = null; // release the reference to the handler
boolean keep = false;
try {
keep = idler.queueIdle();
} catch (Throwable t) {
Log.wtf(TAG, "IdleHandler threw exception", t);
}
if (!keep) {
synchronized (this) {
mIdleHandlers.remove(idler);
}
}
}
// Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again.
pendingIdleHandlerCount = 0;
// While calling an idle handler, a new message could have been delivered
// so go back and look again for a pending message without waiting.
nextPollTimeoutMillis = 0;
}
}
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可以看到，MessageQueue.next() 方法里有一个循环，在这个循环中遍历消息链表，找到下一个可以处理的、target 不为空的消息并且执行时间不在未来的消息，就返回，否则就继续往后找。
如果有阻塞（没有消息了或者只有 Delay 的消息），会把 mBlocked这个变量标记为 true，在下一个 Message 进队时会判断这个message 的位置，如果在队首就会调用 nativeWake() 方法唤醒线程！
其中看到个 IdleHandler 是什么呢？
public static interface IdleHandler {
//当消息队列没有消息时会回调这个方法，阻塞等待有消息进入
//返回 true 的话表示唤醒阻塞的线程，false 表示移除
//如果消息队列中有消息等待在将来执行，也会调用这个方法
boolean queueIdle();
}
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根据源码和注释我们可以知道 IdleHandler 是一个线程阻塞时回调的接口。
MessageQueue 中提供了监听阻塞回调的注册和移除接口：
public void addIdleHandler(@NonNull IdleHandler handler) {
if (handler == null) {
throw new NullPointerException("Can't add a null IdleHandler");
}
synchronized (this) {
mIdleHandlers.add(handler);
}
}
public void removeIdleHandler(@NonNull IdleHandler handler) {
synchronized (this) {
mIdleHandlers.remove(handler);
}
}
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当消息队列阻塞时，会回调这些监听阻塞的观察者，告诉他们：我有空了！来找我玩啊！
在 queueIdle() 中做的操作，它会在 handler 空闲时被调用，可以充分利用 handler，我们可以在代码里这样使用：
Handler handler = new Handler();
try {
Field field = Looper.class.getDeclaredField("mQueue");
field.setAccessible(true);
MessageQueue queue = (MessageQueue) field.get(handler.getLooper());
queue.addIdleHandler(new MessageQueue.IdleHandler() {
@Override
public boolean queueIdle() {
//这里做一些操作
return true;
}
});
} catch (Exception e) {
}
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这里只简单介绍了 Java 层的 MessageQueue，关于 Native 层的可以看这篇文章：http://blog.csdn.net/innost/article/details/47317823
Looper
前面介绍了 Android 消息机制中消息和消息队列，有了传递的消息和存储的队列，接下来我们结合源码了解下进行调度的 Looper。
官方文档对 Looper 的介绍：
Looper 是用于运行一个线程中的消息的类。
Looper 的属性很简单：
// sThreadLocal.get() will return null unless you've called prepare().
static final ThreadLocal sThreadLocal = new ThreadLocal();
private static Looper sMainLooper; // 主线程中的 Looepr
final MessageQueue mQueue; //与之管理的消息队列
final Thread mThread; //所在的线程
private Printer mLogging;
private long mTraceTag;
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线程中默认没有 Looper，我们需要调用 Looper.prepare() 方法为当前线程创建一个 Looper，然后就可以调用 loop() 方法调度消息。
样例代码如下：
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();
}
}
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线程相关 ThreadLocal
前面讲了在一个线程中需要调用 Looper.prepare() 方法创建一个 Looper：
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));
}
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可以看到，一个线程中只能有一个 Looper。
创建一个或者或许当前线程的 Looper 都通过 ThreadLocal，我们来了解下它的主要源码。
ThreadLocal.get() 和 ThreadLocal.set() 源码：
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null)
return (T)e.value;
}
return setInitialValue();
}
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
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ThreadLocalMap 中持有一个 Entry 的数组：
private Entry[] table;
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal> {
Object value;
Entry(ThreadLocal k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
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可以看到，ThreadLocal 先通过当前线程获取 ThreadLocalMap ，然后在 ThreadLocalMap 中保存 ThreadLocal 和 数据的关联。
也就是一个类似 Map
无限循环调度
在线程中创建一个 Looper 以后，就可以调用 Looper.loop() 循环处理消息了，看下它的源码：
/**
* Run the message queue in this thread. Be sure to call
* {@link #quit()} to end the loop.
*/
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) { //当前线程必须创建 Looper 才可以执行
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;
//底层对 IPC 标识的处理，不用关心
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
for (;;) { //无限循环模式
Message msg = queue.next(); //从消息队列中读取消息，可能会阻塞
if (msg == null) { //当消息队列中没有消息时就会返回，不过这只发生在 queue 退出的时候
return;
}
//...
try {
msg.target.dispatchMessage(msg); //调用消息关联的 Handler 处理消息
} finally {
if (traceTag != 0) {
Trace.traceEnd(traceTag);
}
}
//...
msg.recycleUnchecked(); //标记这个消息被回收
}
}
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可以看到，Looper.loop() 也很简单，就是调用 MessageQueue.next() 方法取消息，如果没有消息的话会阻塞，直到有新的消息进入或者消息队列退出。
拿到消息后调用消息关联的 Handler 处理消息。
可以看到，Looper 并没有执行消息，真正执行消息的还是添加消息到队列中的那个 Handler，真应了那句：解铃还须系铃人啊！
如何停止
loop() 源码中的注释就提醒我们，开启循环调度消息后不要忘记调用 quit() 方法结束循环。
Looper.quit() 和 quitSafely () 源码:
public void quit() {
mQueue.quit(false);
}
public void quitSafely() {
mQueue.quit(true);
}
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两种退出方式都调用的是 MessageQueue.quit(boolean) 方法：
void quit(boolean safe) {
if (!mQuitAllowed) {
throw new IllegalStateException("Main thread not allowed to quit.");
}
synchronized (this) {
if (mQuitting) {
return;
}
mQuitting = true;
if (safe) {
removeAllFutureMessagesLocked();
} else {
removeAllMessagesLocked();
}
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting was previously false.
nativeWake(mPtr);
}
}
private void removeAllFutureMessagesLocked() {
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message p = mMessages;
if (p != null) {
if (p.when > now) { //`如果链表头部的消息执行时间在将来（也就是一时半会儿没有任务可执行）
removeAllMessagesLocked(); //就直接强硬的全部回收了
} else {
Message n;
for (;;) { //否则找到那个执行时间大于现在的消息，把它后面的消息都回收了
n = p.next;
if (n == null) {
return;
}
if (n.when > now) {
break;
}
p = n;
}
p.next = null;
do {
p = n;
n = p.next;
p.recycleUnchecked();
} while (n != null);
}
}
}
private void removeAllMessagesLocked() {
Message p = mMessages;
while (p != null) { //挨个遍历链表，把消息都回收了
Message n = p.next;
p.recycleUnchecked();
p = n;
}
mMessages = null;
}
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可以看到 Looper 两种结束方式的区别：
quit()：立即把消息链表中的所有消息都回收了，比较强硬
- 在停止后如果 Handler 还发送消息，会返回 false，表示入队失败
- 这个方法是不安全的，一般建议使用下面那个
quitSafely()：比上面那个温柔一点
- 只会将还未执行的消息回收掉
- 在调用之后添加进入的消息不会被处理，Handler.sendMessage 也会返回 false
当消息队列被标记位退出状态时，它的 next() 方法会返回 null，于是 Looper.loop() 循环就结束了。
Handler
现在我们了解了消息队列和 Looper，接着就该介绍消息机制中最关键的角色 – Handler。
每一个 Handler 都和一个线程的 Looper 以及这个线程中的消息队列关联。
Handler 所做的就是 “线程切换”：
- 在子线程将 Message 或者 Runnable 发送到 MessageQueue 中
- 然后等待 Looper 调度这个消息后，再召唤 Handler 来处理消息
- 这时消息已经在创建 Handler 的线程了
这个“线程切换” 是怎么实现的呢？我们一步步揭晓。
Handler 的属性
Handler 的属性如下：
final Looper mLooper;
final MessageQueue mQueue;
final Callback mCallback;
final boolean mAsynchronous;
IMessenger mMessenger;
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可以看到 Handler 的属性很简单，其中 mCallback 可以作为构造函数的参数用于新建 Handler。
public Handler(Callback callback) {
this(callback, false);
}
public interface Callback {
public boolean handleMessage(Message msg);
}
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我们平时创建 Handler 都是创建一个 Handler 的子类然后重写它的 handleMessage 方法，有了 Handler.Callback 接口我们可以用这种方式创建 Handler：
Handler mHandler = new Handler(new Handler.Callback() {
@Override
public boolean handleMessage(Message msg) {
//这里处理消息
return false;
}
});
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最终效果和创建 Handler 子类一样，但是需要注意，这里创建了匿名内部类，还是会持有外部引用，导致内存泄漏。
发送消息
Handler 发送的主要有两种类型：
- Message
- Runnable
发送方法有 postXXX() 和 sendXXX() 两种，postXXX 发送的是 Runnable，调用的也是 sendXXX，而 Runnable 也会被转成 Message：
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;
}
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所以我们直接看 sendXXX 方法：
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);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
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可以看到 Handler 发送消息最后还是调用了消息队列的 enqueueMessage() 方法。
而我们常用的使用 Handler.sendMessageDelayed() 发送延迟消息，最后其实是在入队时指定这个 msg.when，在 MessageQueue.next() 方法中，会对 msg.when > now 的消息设置延迟处理，具体实现是在 Native 层。
消息入队后，Looper 如果启动了就可以从队列里循环取消息，然后调用 msg.target.dispatchMessage(msg)``` 也就是Handler.dispatchMessage()“ 方法处理消息。
处理消息
/**
* Handle system messages here.
*/
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
private static void handleCallback(Message message) {
message.callback.run();
}
public void handleMessage(Message msg) {
}
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可以看到，Handler 在处理消息时，会有三种情况：
- msg.callback 不为空
- 这在使用
Handler.postXXX(Runnable)发送消息的时候会发生 - 这就直接调用 Runnable 的 run() 方法
- 这在使用
- mCallback 不为空
- 这在我们使用前面介绍的 Handler.Callback 为参数构造 Handler 时会发生
- 那就调用构造函数里传入的
handleMessage()方法 - 如果返回 true，那就不往下走了
最后就调用
Handler.handleMessage()方法- 这是一个空实现，需要我们在 Handler 子类里重写
至此 Handler 发送和处理消息的源码我们就了解了。
移除消息
最后再看一下如果移除消息。
由于发送时可以发送 Callback 和 Message，所以取消也有两种：
- removeCallbacks()
- removeMessages()
看一下源码发现调用的其实就是消息队列的出队方法：
public final void removeCallbacks(Runnable r){
mQueue.removeMessages(this, r, null);
}
public final void removeMessages(int what) {
mQueue.removeMessages(this, what, null);
}
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主线程消息机制
我们知道，在主线程中创建 Handler 时不用 papare Looper，这是因为在主线程中系统默认创建了 Looper，它在不停地调度分发消息，因此四大组件的调度、我们的输入事件、绘制请求才能得到处理。
ActivityThread 就是我们说的主线程，而它的 main() 方法就是当主线程的入口:
public static void main(String[] args) {
/...
Process.setArgV0("" );
Looper.prepareMainLooper();
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}
if (false) {
Looper.myLooper().setMessageLogging(new
LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
}
// End of event ActivityThreadMain.
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
Looper.loop();
}
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可以看到在主线程的 main()方法中初始化了一个 Looper，然后调用了 Looper.loop() 方法开始调度消息。
发送和处理主线程中的消息的 Handler 叫做 H：
private class H extends Handler {
public static final int LAUNCH_ACTIVITY = 100;
public static final int PAUSE_ACTIVITY = 101;
public static final int PAUSE_ACTIVITY_FINISHING= 102;
public static final int STOP_ACTIVITY_SHOW = 103;
public static final int STOP_ACTIVITY_HIDE = 104;
public static final int SHOW_WINDOW = 105;
public static final int HIDE_WINDOW = 106;
public static final int RESUME_ACTIVITY = 107;
public static final int SEND_RESULT = 108;
public static final int DESTROY_ACTIVITY = 109;
public static final int BIND_APPLICATION = 110;
public static final int EXIT_APPLICATION = 111;
public static final int NEW_INTENT = 112;
public static final int RECEIVER = 113;
public static final int CREATE_SERVICE = 114;
public static final int SERVICE_ARGS = 115;
public static final int STOP_SERVICE = 116;
//...
public void handleMessage(Message msg) {
if (DEBUG_MESSAGES) Slog.v(TAG, ">>> handling: " + codeToString(msg.what));
switch (msg.what) {
case LAUNCH_ACTIVITY: {
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "activityStart");
final ActivityClientRecord r = (ActivityClientRecord) msg.obj;
r.packageInfo = getPackageInfoNoCheck(
r.activityInfo.applicationInfo, r.compatInfo);
handleLaunchActivity(r, null);
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
} break;
case RELAUNCH_ACTIVITY: {
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "activityRestart");
ActivityClientRecord r = (ActivityClientRecord)msg.obj;
handleRelaunchActivity(r);
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
} break;
//...
}
if (DEBUG_MESSAGES) Slog.v(TAG, "<<< done: " + codeToString(msg.what));
}
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H 的代码很多，我们只节选一部分。从上述代码可以看到，H 内部定义了消息类型，然后根据消息的类型进行不同的处理。
主线程的消息机制如下：
- ActivityThread 通过 ApplicationThread 与 AMS 进行进程通信
- AMS 以进程通信的方式完成 ActviityThread 的请求后回调 ApplicationThread 的 Binder
- 然后 ApplicationThread 向 H 发送消息，H 将消息切换到主线程，然后进行处理
总结
这篇文章结合源码完整的看了一遍 Message MessageQueue Handler Looper，现在看着上面的图，可以自信地说我“熟悉 Android 消息机制”了哈哈。
结合 Android 性能优化：多线程 理解会更深一些！
Thanks
《Android 开发艺术探索》
http://book2s.com/java/src/package/android/os/handler.html#d0bdd75e69340e6c9e876ee32501beae
http://book2s.com/java/src/package/android/os/looper.html
http://book2s.com/java/src/package/android/os/message.html