Android源码分析-消息队列和Looper

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前言

上周对Android中的事件派发机制进行了分析,这次博主要对消息队列和Looper的源码进行简单的分析。大家耐心看下去,其实消息队列的逻辑比事件派发机制简单多了,所以大家肯定会很容易看懂的。

概念

1. 什么是消息队列

消息队列在android中对应MessageQueue这个类,顾名思义,消息队列中存放了大量的消息(Message)

2.什么是消息

消息(Message)代表一个行为(what)或者一串动作(Runnable),有两处会用到Message:Handler和Messenger

3.什么是Handler和Messenger

Handler大家都知道,主要用来在线程中发消息通知ui线程更新ui。Messenger可以翻译为信使,可以实现进程间通信(IPC),Messenger采用一个单线程来处理所有的消息,而且进程间的通信都是通过发消息来完成的,感觉不能像AIDL那样直接调用对方的接口方法(具体有待考证),这是其和AIDL的主要区别,也就是说Messenger无法处理多线程,所有的调用都是在一个线程中串行执行的。Messenger的典型代码是这样的:new Messenger(service).send(msg),它的本质还是调用了Handler的sendMessage方法

4.什么是Looper

Looper是循环的意思,它负责从消息队列中循环的取出消息然后把消息交给目标处理

5.线程有没有Looper有什么区别?

线程如果没有Looper,就没有消息队列,就无法处理消息,线程内部就无法使用Handler。这就是为什么在子线程内部创建Handler会报错:"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()",具体原因下面再分析。

6.如何让线程有Looper从而正常使用Handler?

在线程的run方法中加入如下两句:

Looper.prepare();

Looper.loop();

这一切不用我们来做,有现成的,HandlerThread就是带有Looper的线程。

想用线程的Looper来创建Handler,很简单,Handler handler = new Handler(thread.getLooper()),有了上面这几步,你就可以在子线程中创建Handler了,好吧,其实android早就为我们想到这一点了,也不用自己写,IntentService把我们该做的都做了,我们只要用就好了,具体怎么用后面再说。

消息队列和Looper的工作机制

一个Handler会有一个Looper,一个Looper会有一个消息队列,Looper的作用就是循环的遍历消息队列,如果有新消息,就把新消息交给它的目标处理。每当我们用Handler来发送消息,消息就会被放入消息队列中,然后Looper就会取出消息发送给它的目标target。一般情况,一个消息的target是发送这个消息的Handler,这么一来,Looper就会把消息交给Handler处理,这个时候Handler的dispatchMessage方法就会被调用,一般情况最终会调用Handler的handleMessage来处理消息,用handleMessage来处理消息是我们常用的方式。

源码分析

1. Handler发送消息的过程

 

    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);

        }

        //这里msg被加入消息队列queue

        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);

    }

2.Looper的工作过程

   public static void loop() {

        final Looper me = myLooper();

        if (me == null) {

            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");

        }

        //从Looper中取出消息队列

        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();



        //死循环,循环的取消息,没有新消息就会阻塞

        for (;;) {

            Message msg = queue.next(); // might block 这里会被阻塞,如果没有新消息

            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);

            }



            //将消息交给target处理,这个target就是Handler类型

            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();

        }

    }

3.Handler如何处理消息

 

    /**

     * Subclasses must implement this to receive messages.

     */

    public void handleMessage(Message msg) {

    }

    

    /**

     * Handle system messages here.

     */

    public void dispatchMessage(Message msg) {

        if (msg.callback != null) {

            //这个方法很简单,直接调用msg.callback.run();

            handleCallback(msg);

        } else {

            //如果我们设置了callback会由callback来处理消息

            if (mCallback != null) {

                if (mCallback.handleMessage(msg)) {

                    return;

                }

            }

            //否则消息就由这里来处理,这是我们最常用的处理方式

            handleMessage(msg);

        }

    }

我们再看看msg.callback和mCallback是啥东西

 

/*package*/ Runnable callback;   

现在已经很明确了,msg.callback是个Runnable,什么时候会设置这个callback:handler.post(runnable),相信大家都常用这个方法吧

 

 /**

 * Callback interface you can use when instantiating a Handler to avoid

 * having to implement your own subclass of Handler.

 *

 * @param msg A {@link android.os.Message Message} object

 * @return True if no further handling is desired

 */

public interface Callback {

	public boolean handleMessage(Message msg);

}

	

final Callback mCallback;

而mCallback是个接口,可以这样来设置 Handler handler = new Handler(callback),这个callback的意义是什么呢,代码里面的注释已经说了,可以让你不用创建Handler的子类但是还能照样处理消息,恐怕大家常用的方式都是新new一个Handler然后override其handleMessage方法来处理消息吧,从现在开始,我们知道,不创建Handler的子类也可以处理消息。多说一句,为什么创建Handler的子类不好?这是因为,类也是占空间的,一个应用class太多,其占用空间会变大,也就是应用会更耗内存。

HandlerThread简介

 

    @Override

    public void run() {

        mTid = Process.myTid();

        Looper.prepare();

        synchronized (this) {

            mLooper = Looper.myLooper();

            notifyAll();

        }

        Process.setThreadPriority(mPriority);

        onLooperPrepared();

        Looper.loop();

        mTid = -1;

    }

HandlerThread继承自Thread,其在run方法内部为自己创建了一个Looper,使用上HandlerThread和普通的Thread不一样,无法执行常见的后台操作,只能用来处理新消息,这是因为Looper.loop()是死循环,你的code根本执行不了,不过貌似你可以把你的code放在super.run()之前执行,但是这好像不是主流玩法,所以不建议这么做。

 

IntentService简介

    public void onCreate() {

        // TODO: It would be nice to have an option to hold a partial wakelock

        // during processing, and to have a static startService(Context, Intent)

        // method that would launch the service & hand off a wakelock.



        super.onCreate();

        HandlerThread thread = new HandlerThread("IntentService[" + mName + "]");

        thread.start();



        mServiceLooper = thread.getLooper();

        mServiceHandler = new ServiceHandler(mServiceLooper);

    }

IntentService继承自Service,它是一个抽象类,其被创建的时候就new了一个HandlerThread和ServiceHandler,有了它,就可以利用IntentService做一些优先级较高的task,IntentService不会被系统轻易杀掉。使用IntentService也是很简单,首先startService(intent),然后IntentService会把你的intent封装成Message然后通过ServiceHandler进行发送,接着ServiceHandler会调用onHandleIntent(Intent intent)来处理这个Message,onHandleIntent(Intent intent)中的intent就是你startService(intent)中的intent,ok,现在你需要做的是从IntentService派生一个子类并重写onHandleIntent方法,然后你只要针对不同的intent做不同的事情即可,事情完成后IntentService会自动停止。所以,IntentService是除了Thread和AsyncTask外又一执行耗时操作的方式,而且其不容易被系统干掉,建议关键操作采用IntentService。

在子线程创建Handler为什么会报错?

 

    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());

            }

        }

        //获取当前线程的Looper

        mLooper = Looper.myLooper();

        //报错的根本原因是:当前线程没有Looper

        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;

    }

如何避免这种错误:在ui线程使用Handler或者给子线程加上Looper。

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