深入理解Android訊息處理系統——Looper、Handler、Thread)

Android應用程式也是訊息驅動的，按道理來說也應該提供訊息迴圈機制。實際上Google參考了Windows的訊息迴圈機制，也在Android系統中實現了訊息迴圈機制。

Android通過Looper、Handler來實現訊息迴圈機制，Android訊息迴圈是針對線程的（每個線程都可以有自己的訊息佇列和訊息迴圈）。

本文深入介紹一下Android訊息處理系統原理。

Android系統中Looper負責管理線程的訊息佇列和訊息迴圈，具體實現請參考Looper的源碼。 可以通過Loop.myLooper()得到當前線程的Looper對象，通過Loop.getMainLooper()可以獲得當前進程的主線程的 Looper對象。

前面提到Android系統的訊息佇列和訊息迴圈都是針對具體線程的，一個線程可以存在（當然也可以不存在）一個訊息佇列 和一個訊息迴圈（Looper），特定線程的訊息只能分發給本線程，不能進行跨線程，跨進程通訊。但是建立的背景工作執行緒預設是沒有訊息迴圈和訊息佇列的，如 果想讓該線程具有訊息佇列和訊息迴圈，需要線上程中首先調用Looper.prepare()來建立訊息佇列，然後調用Looper.loop()進入消 息迴圈。如下例所示：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();
      }
  }

 

這樣你的線程就具有了訊息處理機制了，在Handler中進行訊息處理。

Activity是一個UI線程，運行於主線程中，Android系統在啟動的時候會為Activity建立一個訊息佇列和訊息迴圈（Looper）。詳細實現請參考ActivityThread.java檔案。

     Handler的作用是把訊息加入特定的（Looper）訊息佇列中，並分發和處理該訊息佇列中的訊息。構造Handler的時候可以指定一個Looper對象，如果不指定則利用當前線程的Looper建立。詳細實現請參考Looper的源碼。

     Activity、Looper、Handler的關係如所示：

   一個Activity中可以建立多個背景工作執行緒或者其他的組件，如果這些線程或者組件把他們的訊息放入Activity的主線程訊息佇列，那麼該訊息就會在 主線程中處理了。因為主線程一般負責介面的更新操作，並且Android系統中的weget不是安全執行緒的，所以這種方式可以很好的實現Android界 面更新。在Android系統中這種方式有著廣泛的運用。

 

那麼另外一個線程怎樣把訊息放入主線程的訊息佇列呢？

答案是通過Handle對象，只要Handler對象以主線程的Looper建立，那麼調用 Handler的sendMessage等介面，將會把訊息放入隊列都將是放入主線程的訊息佇列。並且將會在Handler主線程中調用該handler 的handleMessage介面來處理訊息。

     這裡面涉及到線程同步問題，請先參考如下例子來理解Handler對象的執行緒模式：

1、首先建立MyHandler工程。

2、在MyHandler.java中加入如下的代碼：

package com.simon;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Message;
import android.util.Log;
import android.os.Handler;

public class MyHandler extends Activity {
    static final String TAG = "Handler";
    Handler h = new Handler(){
        public void handleMessage (Message msg)
        {
            switch(msg.what)
            {
            case HANDLER_TEST:
                Log.d(TAG, "The handler thread id = " + Thread.currentThread().getId() + "\n");
                break;
            }
        }
    };

    static final int HANDLER_TEST = 1;
    /** Called when the activity is first created. */
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        Log.d(TAG, "The main thread id = " + Thread.currentThread().getId() + "\n");

        new myThread().start();
        setContentView(R.layout.main);
    }

    class myThread extends Thread
    {
        public void run()
        {
            Message msg = new Message();
            msg.what = HANDLER_TEST;
            h.sendMessage(msg);
            Log.d(TAG, "The worker thread id = " + Thread.currentThread().getId() + "\n");
        }
    }
}

 

 

在這個例子中我們主要是列印，這種處理機制各個模組的所處的線程情況。如下是我的機器運行結果：

09-10 23:40:51.478: DEBUG/Handler(302): The main thread id = 1 09-10 23:40:51.569: DEBUG/Handler(302): The worker thread id = 8 09-10 23:40:52.128: DEBUG/Handler(302): The handler thread id = 1

我們可以看出訊息處理是在主線程中處理的，在訊息處理函數中可以安全的調用主線程中的任何資源，包括重新整理介面。背景工作執行緒和主線程運行在不同的線程中，所以必須要注意這兩個線程間的競爭關係。

     上例中，你可能注意到在背景工作執行緒中訪問了主線程handler對象，並在調用handler的對象向訊息佇列加入了一個訊息。這個過程中會不會出現訊息隊 列資料不一致問題呢？答案是handler對象不會出問題，因為handler對象管理的Looper對象是安全執行緒的，不管是加入訊息到訊息佇列和從隊 列讀出訊息都是有同步對象保護的，具體請參考Looper.java檔案。上例中沒有修改handler對象，所以handler對象不可能會出現資料不 一致的問題。

     通過上面的分析，我們可以得出如下結論：

1、如果通過背景工作執行緒重新整理介面，推薦使用handler對象來實現。

2、注意背景工作執行緒和主線程之間的競爭關係。推薦handler對象在主線程中構造完成（並且啟動背景工作執行緒之後不要再修改之，否則會出現資料不一致），然後在背景工作執行緒中可以放心的調用發送訊息SendMessage等介面。

3、除了2所述的hanlder對象之外的任何主線程的成員變數如果在背景工作執行緒中調用，仔細考慮線程同步問題。如果有必要需要加入同步對象保護該變數。

4、handler對象的handleMessage介面將會在主線程中調用。在這個函數可以放心的調用主線程中任何變數和函數，進而完成更新UI的任務。

5、Android很多API也利用Handler這種線程特性，作為一種回呼函數的變種，來通知調用者。這樣Android架構就可以在其線程中將訊息發送到調用者的線程訊息佇列之中，不用擔心線程同步的問題。

     深入理解Android訊息處理機制對於應用程式開發非常重要，也可以讓你對線程同步有更加深刻的認識。以上是最近Simon學習Android訊息處理機制的一點兒總結，如有錯誤之處請不吝指教。