Android进阶——Android消息机制之Looper、Handler、MessageQueen

Android消息机制可以说是我们Android工程师面试题中的必考题，弄懂它的原理是我们避不开的任务，所以长痛不如短痛，花点时间干掉他，废话不多说，开车啦

在安卓开发中，常常会遇到获取数据后更新UI的问题，比如：在获取网络信息后，需要弹出一个Toast

这个时候程序就会报以下的错误

这是因为Android规定了只允许UI线程修改Activity里的UI组件，而我们刚才的操作在子线程中修改Activity里的UI组件，才会导致UI操作的线程不安全，并报出错误。为了保证Android的UI操作是线程安全的，Android提供了Handler消息传递机制来解决这个问题

在获取网络信息后，需要弹出一个Toast，正确做法是

在子线程中通过Handler发送消息，该消息会在Hanlder中的handleMessage()中被解析，并进行相对应的UI组件更新

一、相关概念的解释

• 主线程（UI线程）
  1. 定义：当程序第一次启动时，Android会同时启动一条主线程（Main Thread）
  2. 作用：主线程主要负责处理与UI相关的事件
• Message（消息）
  1. 定义：Handler接收和处理的消息对象（Bean对象）
  2. 作用：通信时相关信息的存放和传递
• ThreadLocal
  1. 定义：线程内部的数据存储类
  2. 作用：负责存储和获取本线程的Looper
• Message Queue（消息队列）
  1. 定义：采用单链表的数据结构来存储消息列表
  2. 作用：用来存放通过Handler发过来的Message，按照先进先出执行
• Handler（处理者）
  1. 定义：Message的主要处理者
  2. 作用：负责发送Message到消息队列&处理Looper分派过来的Message
• Looper（循环器）
  1. 定义：扮演Message Queue和Handler之间桥梁的角色
  2. 作用：
     消息循环：循环取出Message Queue的Message
     
     消息派发：将取出的Message交付给相应的Handler

二、图片解读它们之间的关系

三、文字解读它们之间的关系

Looper中存放有MessageQueen，MessageQueen中又有很多Message，当我们的Handler发送消息的时候，会获取当前的Looper，并在当前的Looper的MessageQueen当中存放我们发送的消息，而我们的MessageQueen也会在Looper的带动下，一直循环的读取Message信息，并将Message信息发送给Handler，并执行HandlerMessage()方法

其实这是一个循环的过程，读懂这句话和看懂图解很重要，会给我们下面的源码分析带来很大的帮助，所以建议大家先读懂前面的内容

这里采用网上的一张图，个人感觉图片概括得很好，就没必要再去造同样的轮子了，在新窗口打开可浏览大图

一、根据上面的例子，为什么Handler可以在主线程中直接可以使用呢？

因为主线程（UI线程）的Looper在应用程序开启时创建好了，即在ActivityThread.main方法中创建的，该函数为Android应用程序的入口

Looper中最为重要的两个方法：

• Looper.prepareMainLooper()：该方法是Looper对象的初始化
• Looper.loop()：该方法会循环取出Message
  Queue的Message，将取出的Message交付给相应的Handler（Looper的作用就体现在这里）

二、Looper.prepareMainLooper()

整个Looper的初始化准备工作就完了，这里做了哪几件事：

• Looper的创建会关联一个MessageQueen的创建
• Looper对象只能被创建一次
• Looper对象创建后被存放在sThreadLocal中

三、Looper.loop()

整个Looper的循环过程就完了，这里做了哪几件事：

• 取出Looper和MessageQueen
• 进入消息循环，有消息则分发出去
• 消息资源的回收

四、Looper的退出

当然Looper也提供了两个方法可以退出一个Looper：

• quit()：quit会直接退出Looper
• quitSafety()：quitSafety只是设定一个退出标记，然后把消息队列中的已有消息处理完毕后退出Looper

一、由于MessageQueen是用来存放Message的，那么是如何存储Message的呢？

由于Handler使用Post()方法将Message传递到MessageQueen中，在MessageQueen中会使用enqueueMessage()方法存储Message，其实现的方式是通过单链表的数据结构来存储消息列表

整个进队列的过程就完了，这里做了哪几件事：

• 首先判断消息队列里有没有消息，没有的话则将当前插入的消息作为队头，并且这时消息队列如果处于等待状态的话则将其唤醒
• 若是在中间插入，则根据Message创建的时间进行插入

二、既然MessageQueen存了消息之后，是如何提供取出来的方法的呢？

我们知道存消息是Handler存进来的，那么取消息就应该是Looper中取了，从Looper的源码可以看出，消息就是在Looper中取出的，其实现是用MessageQueen里面的next()方法

三、在MessageQueen存消息的媒介当然是通过Message对象啦，那这个Message对象又是什么呢？

其实这个Message就是用来存储Message中各种信息的Bean对象，从源码中可以其属性，这里例举我们常用的几个

一、Handler的创建

Handler的创建会关联一个Looper对象，而Looper对象是关联着MessageQueen对象，所以在Handler创建时候，取出Looper和MessageQueen

前面我们也说过了Looper是存放在ThreadLocal里面的，可以看到下面的源码就知道了

整个创建的过程就完了，这里做了哪几件事：

• 取出Looper
• 取出Looper中的MessageQueen

二、Handler发送消息

1、方式一：sendMessage(Message msg)

2、方式二：post(Ruunable r)

其实post()方法最终也会保存到消息队列中去，和上面不同的是它传进来的一个Runnable对象，执行了getPostMessage()方法，我们往下追踪

实质上就是将这个Runnable保存在Message的变量中，这就导致了我们下面处理消息的时候有两种不同方案

三、Handler处理消息

你还记得前面所说Looper中msg.target.dispatchMessage()方法吗？这个方法就是调用Handler的dispatchMessage()

整个处理的过程就完了，这里做了哪几件事：

• post()方法的处理方法就是将传进来的Runnable执行run()方法
• sendMessage()方法的处理方法就是执行handleMessage()空方法，这也是我们为什么要在Handler重写这个方法的原因

一、请解释下Android通信机制中Message、Handler、MessageQueen、Looper的之间的关系？

首先，是这个MessageQueen，MessageQueen是一个消息队列，它可以存储Handler发送过来的消息，其内部提供了进队和出队的方法来管理这个消息队列，其出队和进队的原理是采用单链表的数据结构进行插入和删除的，即enqueueMessage()方法和next()方法。这里提到的Message，其实就是一个Bean对象，里面的属性用来记录Message的各种信息。

然后，是这个Looper，Looper是一个循环器，它可以循环的取出MessageQueen中的Message，托福听力算分其内部提供了Looper的初始化和循环出去Message的方法，即prepare()方法和loop()方法。在prepare()方法中，Looper会关联一个MessageQueen，而且将Looper存进一个ThreadLocal中，在loop()方法中，通过ThreadLocal取出Looper，使用MessageQueen的next()方法取出Message后，判断Message是否为空，如果是则Looper阻塞，如果不是，则通过dispatchMessage()方法分发该Message到Handler中，而Handler执行handlerMessage()方法，由于handlerMessage()方法是个空方法，这也是为什么需要在Handler中重写handlerMessage()方法的原因。这里要注意的是Looper只能在一个线程中只能存在一个。这里提到的ThreadLocal，其实就是一个对象，用来在不同线程中存放对应线程的Looper。

最后，是这个Handler，Handler是Looper和MessageQueen的桥梁，Handler内部提供了发送Message的一系列方法，最终会通过MessageQueen的enqueueMessage()方法将Message存进MessageQueen中。我们平时可以直接在主线程中使用Handler，那是因为在应用程序启动时，在入口的main方法中已经默认为我们创建好了Looper。

学习完了消息机制，回过头来看还是挺简单的。由于每个人都有惧怕困难的天性，一开始我也是看不懂，很怕看源码，但是我还是坚持了2天时间，借助书本知识和网上的知识，将这个消息机制给克服了。慢慢的，我们会将养成这种习惯，那么你离大神的脚步就不远了，加油吧