Android[中級教程] 深入剖析Android訊息機制

這篇文章是在一個論壇裡看到的,作者寫得相當不錯,對於Android的Handler訊息機制分析得也相當透徹.下面我們來看一下:

在Android中，線程內部或者線程之間進行資訊互動時經常會使用訊息，這些基礎的東西如果我們熟悉其內部的原理，將會使我們容易、更好地架構系統，避免一些低級的錯誤。在學習Android中訊息機制之前，我們先瞭解與訊息有關的幾個類：

1.Message

訊息對象，顧名思義就是記錄訊息資訊的類。這個類有幾個比較重要的欄位：

a.arg1和arg2：我們可以使用兩個欄位用來存放我們需要傳遞的整型值，在Service中，我們可以用來存放Service的ID。

b.obj：該欄位是Object類型，我們可以讓該欄位傳遞某個多項到訊息的接受者中。

c.what：這個欄位可以說是訊息的標誌，在訊息處理中，我們可以根據這個欄位的不同的值進行不同的處理，類似於我們在處理Button事件時，通過switch(v.getId())判斷是點擊了哪個按鈕。

在使用Message時，我們可以通過new Message()建立一個Message執行個體，但是Android更推薦我們通過Message.obtain()或者Handler.obtainMessage()擷取Message對象。這並不一定是直接建立一個新的執行個體，而是先從訊息池中看有沒有可用的Message執行個體，存在則直接取出並返回這個執行個體。反之如果訊息池中沒有可用的Message執行個體，則根據給定的參數new一個新Message對象。通過分析源碼可得知，Android系統預設情況下在訊息池中執行個體化10個Message對象。

2.MessageQueue

訊息佇列，用來存放Message對象的資料結構，按照“先進先出”的原則存放訊息。存放並非實際意義的儲存，而是將Message對象以鏈表的方式串聯起來的。MessageQueue對象不需要我們自己建立，而是有Looper對象對其進行管理，一個線程最多隻可以擁有一個MessageQueue。我們可以通過Looper.myQueue()擷取當前線程中的MessageQueue。

3.Looper

MessageQueue的管理者，在一個線程中，如果存在Looper對象，則必定存在MessageQueue對象，並且只存在一個Looper對象和一個MessageQueue對象。在Android系統中，除了主線程有預設的Looper對象，其它線程預設是沒有Looper對象。如果想讓我們新建立的線程擁有Looper對象時，我們首先應調用Looper.prepare()方法，然後再調用Looper.loop()方法。典型的用法如下：

class LooperThread extends Thread{    public Handler mHandler;    public void run()    {        Looper.prepare();        //其它需要處理的操作        Looper.loop();    }}

倘若我們的線程中存在Looper對象，則我們可以通過Looper.myLooper()擷取，此外我們還可以通過Looper.getMainLooper()擷取當前應用系統中主線程的Looper對象。在這個地方有一點需要注意，假如Looper對象位於應用程式主線程中，則Looper.myLooper()和Looper.getMainLooper()擷取的是同一個對象。

4.Handler

訊息的處理者。通過Handler對象我們可以封裝Message對象，然後通過sendMessage(msg)把Message對象添加到MessageQueue中；當MessageQueue迴圈到該Message時，就會調用該Message對象對應的handler對象的handleMessage()方法對其進行處理。由於是在handleMessage()方法中處理訊息，因此我們應該編寫一個類繼承自Handler，然後在handleMessage()處理我們需要的操作。

下面我們通過跟蹤程式碼分析在Android中是如何處理訊息。首先貼上測試代碼：

/*** * @author coolszy* @blog http://blog.csdn.net/coolszy**/public class MessageService extends Service{    private static final String TAG = "MessageService";    private static final int KUKA = 0;    private Looper looper;    private ServiceHandler handler;    /**     * 由於處理訊息是在Handler的handleMessage()方法中，因此我們需要自己編寫類     * 繼承自Handler類，然後在handleMessage()中編寫我們所需要的功能代碼     * @author coolszy     *     */    private final class ServiceHandler extends Handler    {        public ServiceHandler(Looper looper)        {            super(looper);        }        @Override        public void handleMessage(Message msg)        {            // 根據what欄位判斷是哪個訊息            switch (msg.what)            {            case KUKA:                //擷取msg的obj欄位。我們可在此編寫我們所需要的功能代碼                Log.i(TAG, "The obj field of msg:" + msg.obj);                break;            // other cases            default:                break;            }            // 如果我們Service已完成任務，則停止Service            stopSelf(msg.arg1);        }    }    @Override    public void onCreate()    {        Log.i(TAG, "MessageService-->onCreate()");        // 預設情況下Service是運行在主線程中，而服務一般又十分耗費時間，如果        // 放在主線程中，將會影響程式與使用者的互動，因此把Service        // 放在一個單獨的線程中執行        HandlerThread thread = new HandlerThread("MessageDemoThread", Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);        thread.start();        // 擷取當前線程中的looper對象        looper = thread.getLooper();        //建立Handler對象，把looper傳遞過來使得handler、        //looper和messageQueue三者建立聯絡        handler = new ServiceHandler(looper);    }    @Override    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId)    {        Log.i(TAG, "MessageService-->onStartCommand()");        //從訊息池中擷取一個Message執行個體        Message msg = handler.obtainMessage();        // arg1儲存線程的ID，在handleMessage()方法中        // 我們可以通過stopSelf(startId)方法，停止服務        msg.arg1 = startId;        // msg的標誌        msg.what = KUKA;        // 在這裡我建立一個date對象，賦值給obj欄位        // 在實際中我們可以通過obj傳遞我們需要處理的對象        Date date = new Date();        msg.obj = date;        // 把msg添加到MessageQueue中        handler.sendMessage(msg);        return START_STICKY;    }    @Override    public void onDestroy()    {        Log.i(TAG, "MessageService-->onDestroy()");    }    @Override    public IBinder onBind(Intent intent)    {        return null;    }}

 運行結果：

註：在測試代碼中我們使用了HandlerThread類，該類是Thread的子類，該類運行時將會建立looper對象，使用該類省去了我們自己編寫Thread子類並且建立Looper的麻煩。

下面我們分析下程式的運行過程：

1.onCreate()

首先啟動服務時將會調用onCreate()方法，在該方法中我們new了一個HandlerThread對象，提供了線程的名字和優先順序。

緊接著我們調用了start()方法，執行該方法將會調用HandlerThread對象的run()方法：

public void run() {        mTid = Process.myTid();        Looper.prepare();        synchronized (this) {            mLooper = Looper.myLooper();            notifyAll();        }        Process.setThreadPriority(mPriority);        onLooperPrepared();        Looper.loop();        mTid = -1;    }

在run()方法中，系統給線程添加的Looper，同時調用了Looper的loop()方法：

public static final void loop() {        Looper me = myLooper();        MessageQueue queue = me.mQueue;        while (true) {            Message msg = queue.next(); // might block            //if (!me.mRun) {            //    break;            //}            if (msg != null) {                if (msg.target == null) {                    // No target is a magic identifier for the quit message.                    return;                }                if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(                        ">>>>> Dispatching to " + msg.target + " "                        + msg.callback + ": " + msg.what                        );                msg.target.dispatchMessage(msg);                if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(                        "<<<<< Finished to    " + msg.target + " "                        + msg.callback);                msg.recycle();            }        }    }

通過源碼我們可以看到loop()方法是個死迴圈，將會不停的從MessageQueue對象中擷取Message對象，如果MessageQueue對象中不存在Message對象，則結束本次迴圈，然後繼續迴圈；如果存在Message對象，則執行
msg.target.dispatchMessage(msg)，但是這個msg的.target欄位的值是什麼呢？我們先暫時停止跟蹤源碼，返回到onCreate()方法中。線程執行完start()方法後，我們可以擷取線程的Looper對象，然後new一個ServiceHandler對象，我們把Looper對象傳到ServiceHandler建構函式中將使handler、looper和messageQueue三者建立聯絡。

2.onStartCommand()

執行完onStart()方法後，將執行onStartCommand()方法。首先我們從訊息池中擷取一個Message執行個體，然後給Message對象的arg1、what、obj三個欄位賦值。緊接著調用sendMessage(msg)方法，我們跟蹤原始碼，該方法將會調用sendMessageDelayed(msg,
0)方法，而sendMessageDelayed()方法又會調用sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis)方法，在該方法中我們要注意該句代碼msg.target
= this，msg的target指向了this，而this就是ServiceHandler對象，因此msg的target欄位指向了ServiceHandler對象，同時該方法又調用MessageQueue的enqueueMessage(msg,
uptimeMillis)方法：

final boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {        if (msg.when != 0) {            throw new AndroidRuntimeException(msg                    + " This message is already in use.");        }        if (msg.target == null && !mQuitAllowed) {            throw new RuntimeException("Main thread not allowed to quit");        }        synchronized (this) {            if (mQuiting) {                RuntimeException e = new RuntimeException(                    msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");                Log.w("MessageQueue", e.getMessage(), e);                return false;            } else if (msg.target == null) {                mQuiting = true;            }            msg.when = when;            //Log.d("MessageQueue", "Enqueing: " + msg);            Message p = mMessages;            if (p == null || when == 0 || when < p.when) {                msg.next = p;                mMessages = msg;                this.notify();            } else {                Message prev = null;                while (p != null && p.when <= when) {                    prev = p;                    p = p.next;                }                msg.next = prev.next;                prev.next = msg;                this.notify();            }        }        return true;    }

該方法主要的任務就是把Message對象的添加到MessageQueue中（資料結構最基礎的東西，自己畫圖理解下）。

handler.sendMessage()-->handler.sendMessageDelayed()-->handler.sendMessageAtTime()-->msg.target = this;queue.enqueueMessage==>把msg添加到訊息佇列中

3.handleMessage(msg)

onStartCommand()執行完畢後我們的Service中的方法就執行完畢了，那麼handleMessage()是怎麼調用的呢？在前面分析的loop()方法中，我們當時不知道msg的target欄位代碼什麼，通過上面分析現在我們知道它代表ServiceHandler對象，msg.target.dispatchMessage(msg);則表示執行ServiceHandler對象中的dispatchMessage()方法：

public void dispatchMessage(Message msg) {        if (msg.callback != null) {            handleCallback(msg);        } else {            if (mCallback != null) {                if (mCallback.handleMessage(msg)) {                    return;                }            }            handleMessage(msg);        }    }

該方法首先判斷callback是否為空白，我們跟蹤的過程中未見給其賦值，因此callback欄位為空白，所以最終將會執行handleMessage()方法，也就是我們ServiceHandler類中複寫的方法。在該方法將根據what欄位的值判斷執行哪段代碼。

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的懷抱中。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。

 

源碼下載:Handler的訊息機制