Android開發：訊息機制簡述

 　　前幾天，和同事探討了一下Android中的訊息機制，探究了訊息的發送和接收過程以及與線程之間的關係。雖然我們經常使用這些基礎的東西，但對於其內部原理的瞭解，能使我們更加容易、合理地架構系統，並避免一些低級錯誤。

　　Android中的Handler, Looper, MessageQueue和Thread，對於這部分的內容，將分成4小節來描述：

　　1.職責與關係

　　2.訊息迴圈

　　3.線程與更新

　　4.幾點小結

　　一、 接下來，我們開始這部分的內容，首先瞭解一下各自的職責及相互之間的關係。

　　職責

　　Message：訊息，其中包含了訊息ID，訊息處理對象以及處理的資料等，由MessageQueue統一列隊，終由Handler處理。

　　Handler：處理者，負責Message的發送及處理。使用Handler時，需要實現handleMessage(Message msg)方法來對特定的Message進行處理，例如更新UI等。

　　MessageQueue：訊息佇列，用來存放Handler發送過來的訊息，並按照FIFO規則執行。當然，存放Message並非實際意義的儲存，而是將Message以鏈表的方式串聯起來的，等待Looper的抽取。

　　Looper：訊息泵，不斷地從MessageQueue中抽取Message執行。因此，一個MessageQueue需要一個Looper。

　　Thread：線程，負責調度整個訊息迴圈，即訊息迴圈的執行場所。

　　關係

　　Handler，Looper和MessageQueue就是簡單的三角關係。Looper和MessageQueue一一對應，建立一個Looper的同時，會建立一個MessageQueue。而Handler與它們的關係，只是簡單的聚集關係，即Handler裡會引用當前線程裡的特定Looper和MessageQueue。

　　這樣說來，多個Handler都可以共用同一Looper和MessageQueue了。當然，這些Handler也就運行在同一個線程裡。

　　二、 接下來，我們簡單地看一下訊息的迴圈過程：

　　產生

　　Message msg = mHandler.obtainMessage();

　　msg.what = what;

　　msg.sendToTarget();

　　發送

　　MessageQueue queue = mQueue;

　　if (queue != null) {

　　msg.target = this;

　　sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);

　　}

　　在Handler.java的sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)方法中，我們看到，它找到它所引用的MessageQueue，然後將Message的target設定成自己(目的是為了在處理訊息環節，Message能找到正確的Handler)，再將這個Message納入到訊息佇列中。

　　抽取

　　Looper me = myLooper();

　　MessageQueue queue = me.mQueue;

　　while (true) {

　　Message msg = queue.next(); // might block

　　if (msg != null) {

　　if (msg.target == null) {

　　// No target is a magic identifier for the quit message.

　　return;

　　}

　　msg.target.dispatchMessage(msg);

　　msg.recycle();

　　}

　　}

　　在Looper.java的loop()函數裡，我們看到，這裡有一個死迴圈，不斷地從MessageQueue中擷取下一個(next方法)Message，然後通過Message中攜帶的target資訊，交由正確的Handler處理(dispatchMessage方法)。

　　處理

　　if (msg.callback != null) {

　　handleCallback(msg);

　　} else {

　　if (mCallback != null) {

　　if (mCallback.handleMessage(msg)) {

　　return;

　　}

　　}

　　handleMessage(msg);

　　}

　　在Handler.java的dispatchMessage(Message msg)方法裡，其中的一個分支就是調用handleMessage方法來處理這條Message，而這也正是我們在職責處描述使用Handler時需要實現handleMessage(Message msg)的原因。

　　至於dispatchMessage方法中的另外一個分支，我將會在後面的內容中說明。

　　至此，我們看到，一個Message經由Handler的發送，MessageQueue的入隊，Looper的抽取，又再一次地回到Handler的懷抱。而繞的這一圈，也正好協助我們將同步操作變成了非同步作業。

　　三、 剩下的部分，我們將討論一下Handler所處的線程及更新UI的方式。

　　在主線程(UI線程)裡，如果建立Handler時不傳入Looper對象，那麼將直接使用主線程(UI線程)的Looper對象(系統已經幫我們建立了);在其它線程裡，如果建立Handler時不傳入Looper對象，那麼，這個Handler將不能接收處理訊息。在這種情況下，通用的作法是：

　　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();

　　}

　　}

　　在建立Handler之前，為該線程準備好一個Looper(Looper.prepare)，然後讓這個Looper跑起來(Looper.loop)，抽取Message，這樣，Handler才能正常工作。

　　因此，Handler處理訊息總是在建立Handler的線程裡運行。而我們的訊息處理中，不乏更新UI的操作，不正確的線程直接更新UI將引發異常。因此，需要時刻關心Handler在哪個線程裡建立的。

　　如何更新UI才能不出異常呢?SDK告訴我們，有以下4種方式可以從其它線程訪問UI線程：

　　· Activity.runOnUiThread(Runnable)

　　· View.post(Runnable)

　　· View.postDelayed(Runnable, long)

　　· Handler

　　其中，重點說一下的是View.post(Runnable)方法。在post(Runnable action)方法裡，View獲得當前線程(即UI線程)的Handler，然後將action對象post到Handler裡。在Handler裡，它將傳遞過來的action對象封裝成一個Message(Message的callback為action)，然後將其投入UI線程的訊息迴圈中。在Handler再次處理該Message時，有一條分支(未解釋的那條)就是為它所設，直接調用runnable的run方法。而此時，已經路由到UI線程裡，因此，我們可以毫無顧慮的來更新UI。

　　四、 幾點小結

　　· Handler的處理過程運行在建立Handler的線程裡

　　· 一個Looper對應一個MessageQueue

　　· 一個線程對應一個Looper

　　· 一個Looper可以對應多個Handler

　　· 不確定當前線程時，更新UI時盡量調用post方法