Handler通信 - 源码分析和手写Handler框架
记得第一次接触 handler 是用来更新 UI，在线程中用 handler.sendMessage(message)，只知道这么做就能在线程中更新 UI 了。第二次接触是为了面试，当时反正也看不懂源码，就在网上找各种资料背它一背，笔试还好，当着面试官说的时候往往不知道怎么说。第三次接触是因为公司要引入人才，发现大家功夫还不错，经常就问问 MessageQueue 为什么要采用链表的方式，ThreadLocal 是怎么保证线程安全的，Activity 的生命周期为什么用 Handler 发送执行等等。
有的时候还真不是为难别人，而是怕别人上班的时候吃不消。总之一个字 “变”， 岗位会 “变” ，项目会不断的“变”，新知识也会不断的“变”。但是基本的程序设计理论和算法不会变，如果你接触过 iOS 其实发现很多是相通的，尤其 android 出了 Kotlin 而 iOS 也有 Swift。良好的编码习惯永远都不会变，强大的学习能力和旺盛的求知欲永远都不会变，积极乐观的心态永远都不会变。鸡汤就灌到这里，下面我们从源码的角度出发，加上手写，来稍微了解一下 handler ，不能说是彻底。
1. MessageQueue 消息队列
线程中更新 UI 的时候经常是调用 sendMessage() 和 sendMessageDelayed() 这样 ，我跟踪代码进入到 Handler 的 sendMessage() 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;
}
// SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis 当前时间加上延迟时间
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;
// new Handler 源码的时候是 false
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}最后我们发现调用的是 MessageQueue 的 enqueueMessage() 方法：
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
// 判断有没有 target
if (msg.target == null) {
throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
}
// 有没有在使用
if (msg.isInUse()) {
throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
}
// 对当前消息队列加锁。
synchronized (this) {
// 判断消息队列是否弃用（通常因为线程已死）
if (mQuitting) {
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;
}
// 标记消息正在使用中
msg.markInUse();
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
// 第一次添加数据到队列中，或者当前 msg 的时间小于 mMessages 的时间
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
// New head, wake up the event queue if blocked.
// 把当前 msg 添加到链表的第一个
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
// 不是第一次添加数据，并且 msg 的时间 大于 mMessages(头指针) 的时间
// Inserted within the middle of the queue. Usually we don't have to wake
// up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
// and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
Message prev;
for (;;) {
// 不断的遍历找到合适的位置
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
// 把当前 msg 插入到列表中
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;
}上面的这些代码，我们始终没有看到 Handler 调用 handleMessage() 方法，但是有了一个重要的结论，我们每发送一个消息都被保存到了 MessageQueue 消息队列中，消息队列中采用的是单链表的方式。上面一看就能看出来，如果不是特别了解这种方式，可以看下我之前写的 Android图片压缩加密上传 - JPEG压缩算法解析。也就是说我如果用下面这段代码发送消息，在 MessageQueue 中应该是如图所示。
// 发送 Message1
Message message1 = new Message();
mHandler.sendMessageDelayed(message1, 500);
// 发送 Message2
Message message2 = new Message();
mHandler.sendMessage(message2);
// 发送 Message3
Message message3 = new Message();
mHandler.sendMessageDelayed(message3, 1000);2. Loop 消息循环
我们始终没有看到 Handler 调用 handleMessage() 方法，到底什么时候会执行这个方法。待会解释，先看一种现象，有时候我们像下面这么写会报错：
new Thread(){
@Override
public void run() {
Handler handler = new Handler();
}
}.start();
必须要下面这样写才正常：
new Thread(){
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
Handler handler = new Handler();
Looper.loop();
}
}.start();我们在 Activity 中从来都没有调用过 Looper.prepare(); 这行代码，为什么就从来不报错呢？我想你可能要去了解一下应用的启动流程，或者看下我之前写的 Android插件化架构 - Activity的启动流程分析 ，这里我直接把 main 方法的代码贴出来：
public static void main(String[] args) {
// ... 省略部分代码
Looper.prepareMainLooper();
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}其实不是不报错，而是在 ActivityThread 的 main() 方法中系统早就帮我们写好了，接下来我们岂不是只需要知道 Looper.prepareMainLooper() 和 Looper.loop() 这两行源码岂不就好了。先来看下 Looper.prepareMainLooper()：
public static void prepareMainLooper() {
prepare(false);
synchronized (Looper.class) {
if (sMainLooper != null) {
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
}
sMainLooper = myLooper();
}
}
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));
}
public static @Nullable Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}这些代码相对就比较简单了，主要还是 ThreadLocal 的 set 方法，用来保证一个线程只有一个 Looper 对象，这样就保证了线程的安全。接下来看一下 Looper.loop() 这行：
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
final MessageQueue queue = me.mQueue;
// 一个死循环
for (;;) {
// 不断的从消息队列里面取消息
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
try {
// 通过 target 去 dispatchMessage 而 target 就是绑定的 Handler
msg.target.dispatchMessage(msg);
} finally {
// 消息回收循环利用
msg.recycleUnchecked();
}
}
}看到这里我们总算清楚了，Looper.prepareMainLooper() 创建了一个 Looper 对象，而且保证一个线程只有一个 Looper；Looper.loop() 里面是一个死循环，不断的从 消息队列 MessageQueue 中取消息，然后通过 Handler 执行。很多细节代码我就不做过多的讲解，相信学习能力强的肯定能自己去看，如果不太明白的我只能通过视频直播的方式给你讲解然后手写。不要小看了这些细节，有的时候我们可以把部分代码 copy 出来用到我们自己的项目中。下篇文章正式进入到设计模式的讲解，我将 copy 部分代码用到自己的架构中。下面我用一个 Java 工程，自己手写一下，我们对整个系统的源码会更加深刻，这里写几个简单的类来验证一下：
所有分享大纲：Android进阶之旅 - 系统架构篇
视频讲解地址：http://pan.baidu.com/s/1i5f5AWt