Android 消息机制 （Handler、Message、Looper）

综合：http://blog.csdn.net/dadoneo/article/details/7667726 与 http://android.tgbus.com/Android/androidnews/201204/421642.shtml

一. 消息机制常用类的介绍和使用

在Android程序运行中，线程之间或者线程内部进行信息交互时经常会使用到消息，如果我们熟悉这些基础的东西及其内部的原理，将会使我们的Android开发变的容易、可以更好地架构系统。在学习Android消息机制之前，我们先了解与消息有关的几个类： 对于Android的Message机制主要涉及到三个主要的类，分别是Handler、Message、Looper；

1.Message

　　消息对象，顾名思义就是记录消息信息的类。这个类有几个比较重要的字段：

　　a.arg1和arg2：我们可以使用两个字段用来存放我们需要传递的整型值，在Service中，我们可以用来存放Service的ID。

　　b.obj：该字段是Object类型，我们可以让该字段传递某个多项到消息的接受者中。

　　c.what：这个字段可以说是消息的标志，在消息处理中，我们可以根据这个字段的不同的值进行不同的处理，类似于我们在处理Button事件时，通过switch(v.getId())判断是点击了哪个按钮。

　　在使用Message时，我们可以通过new Message()创建一个Message实例，但是Android更推荐我们通过Message.obtain()或者Handler.obtainMessage()获取Message对象。这并不一定是直接创建一个新的实例，而是先从消息池中看有没有可用的Message实例，存在则直接取出并返回这个实例。反之如果消息池中没有可用的Message实例，则根据给定的参数new一个新Message对象。通过分析源码可得知，Android系统默认情况下在消息池中实例化10个Message对象。

　　2.MessageQueue

　　消息队列，用来存放Message对象的数据结构，按照“先进先出”的原则存放消息。存放并非实际意义的保存，而是将Message对象以链表的方式串联起来的。MessageQueue对象不需要我们自己创建，而是有Looper对象对其进行管理，一个线程最多只可以拥有一个MessageQueue。我们可以通过Looper.myQueue()获取当前线程中的MessageQueue。

　　3.Looper

　　MessageQueue的管理者，在一个线程中，如果存在Looper对象，则必定存在MessageQueue对象，并且只存在一个Looper对象和一个MessageQueue对象。在Android系统中，除了主线程有默认的Looper对象，其它线程默认是没有Looper对象。如果想让我们新创建的线程拥有Looper对象时，我们首先应调用Looper.prepare()方法，然后再调用Looper.loop()方法。典型的用法如下：

　　class LooperThread extends Thread

　　{

　　public Handler mHandler;

　　public void run()

　　{

　　Looper.prepare();

　　//其它需要处理的操作

　　Looper.loop();

　　}

　　}

　　4.Handler

Handler主要有两个用途:首先是可以定时处理或者分发消息，其次是可以添加一个执行的行为在其它线程中执行，

对于Handler中的方法，可以选择你关心的操作去覆盖它，处理具体的业务操作，常见的就是对消息的处理可以覆盖public voidhandleMessage（参数）方法，可以根据参数选择对此消息是否需要做出处理，这个和具体的参数有关。

　　消息的处理者。通过Handler对象我们可以封装Message对象，然后通过sendMessage(msg)把Message对象添加到MessageQueue中;当MessageQueue循环到该Message时，就会调用该Message对象对应的handler对象的handleMessage()方法对其进行处理。由于是在handleMessage()方法中处理消息，因此我们应该编写一个类继承自Handler，然后在handleMessage()处理我们需要的操作。

下面我们通过跟踪代码分析在Android中是如何处理消息。首先贴上测试代码：

　　public class MessageService extends Service

　　{

　　private static final String TAG = "MessageService";

　　private static final int KUKA = 0;

　　private Looper looper;

　　private ServiceHandler handler;

　　/**

　　* 由于处理消息是在Handler的handleMessage()方法中，因此我们需要自己编写类

　　* 继承自Handler类，然后在handleMessage()中编写我们所需要的功能代码

　　* @author coolszy

　　*

　　*/

　　private final class ServiceHandler extends Handler

　　{

　　public ServiceHandler(Looper looper)

　　{

　　super(looper);

　　}

　　@Override

　　public void handleMessage(Message msg)

　　{

　　// 根据what字段判断是哪个消息

　　switch (msg.what)

　　{

　　case KUKA:

　　//获取msg的obj字段。我们可在此编写我们所需要的功能代码

　　Log.i(TAG, "The obj field of msg:" + msg.obj);

　　break;

　　// other cases

　　default:

　　break;

　　}

　　// 如果我们Service已完成任务，则停止Service

　　stopSelf(msg.arg1);

　　}

　　}

　　@Override

　　public void onCreate()

　　{

　　Log.i(TAG, "MessageService-->onCreate()");

　　// 默认情况下Service是运行在主线程中，而服务一般又十分耗费时间，如果

　　// 放在主线程中，将会影响程序与用户的交互，因此把Service

　　// 放在一个单独的线程中执行

　　HandlerThread thread = new HandlerThread("MessageDemoThread", Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);

　　thread.start();

　　// 获取当前线程中的looper对象

　　looper = thread.getLooper();

　　//创建Handler对象，把looper传递过来使得handler、

　　//looper和messageQueue三者建立联系

　　handler = new ServiceHandler(looper);

　　}

　　@Override

　　public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId)

　　{

　　Log.i(TAG, "MessageService-->onStartCommand()");

　　//从消息池中获取一个Message实例

　　Message msg = handler.obtainMessage();

　　// arg1保存线程的ID，在handleMessage()方法中

　　// 我们可以通过stopSelf(startId)方法，停止服务

　　msg.arg1 = startId;

　　// msg的标志

　　msg.what = KUKA;

　　// 在这里我创建一个date对象，赋值给obj字段

　　// 在实际中我们可以通过obj传递我们需要处理的对象

　　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;

　　}

　　}

　　下面我们分析下程序的运行过程：

　　1.onCreate()

　　首先启动服务时将会调用onCreate()方法，在该方法中我们new了一个HandlerThread对象，提供了线程的名字和优先级。

　　紧接着我们调用了start()方法，执行该方法将会调用HandlerThread对象的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，系统给线程添加的Looper，同时调用了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();

　　}

　　}

　　}

　　通过源码我们可以看到loop()方法是个死循环，将会不停的从MessageQueue对象中获取Message对象，如果MessageQueue 对象中不存在Message对象，则结束本次循环，然后继续循环;如果存在Message对象，则执行 msg.target.dispatchMessage(msg)，但是这个msg的.target字段的值是什么呢?我们先暂时停止跟踪源码，返回到onCreate()方法中。线程执行完start()方法后，我们可以获取线程的Looper对象，然后new一个ServiceHandler对象，我们把Looper对象传到ServiceHandler构造函数中将使handler、looper和messageQueue三者建立联系。

　　2.onStartCommand()

　　执行完onStart()方法后，将执行onStartCommand()方法。首先我们从消息池中获取一个Message实例，然后给Message对象的arg1、what、obj三个字段赋值。紧接着调用sendMessage(msg)方法，我们跟踪源代码，该方法将会调用sendMessageDelayed(msg, 0)方法，而sendMessageDelayed()方法又会调用sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis)方法，在该方法中我们要注意该句代码msg.target = this，msg的target指向了this，而this就是ServiceHandler对象，因此msg的target字段指向了ServiceHandler对象，同时该方法又调用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;

　　}

　　该方法主要的任务就是把Message对象的添加到MessageQueue中(数据结构最基础的东西，自己画图理解下)。

　　handler.sendMessage()-->handler.sendMessageDelayed()-->handler.sendMessageAtTime()-->msg.target = this;queue.enqueueMessage==>把msg添加到消息队列中

　　3.handleMessage(msg)

　　onStartCommand()执行完毕后我们的Service中的方法就执行完毕了，那么handleMessage()是怎么调用的呢?在前面分析的loop()方法中，我们当时不知道msg的target字段代码什么，通过上面分析现在我们知道它代表ServiceHandler对象，msg.target.dispatchMessage(msg);则表示执行ServiceHandler对象中的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);

　　}

　　}

　　该方法首先判断callback是否为空，我们跟踪的过程中未见给其赋值，因此callback字段为空，所以最终将会执行handleMessage()方法，也就是我们ServiceHandler类中复写的方法。在该方法将根据what字段的值判断执行哪段代码。

　　至此，我们看到，一个Message经由Handler的发送，MessageQueue的入队，Looper的抽取，又再一次地回到Handler的怀抱中。而绕的这一圈，也正好帮助我们将同步操作变成了异步操作。

二、Android的Message机制是如何实现？

1、为什么要使用Message机制主要是为了保证线程之间操作安全，同时不需要关心具体的消息接收者，使消息本身和线程剥离开，这样就可以方便的实现定时、异步等操作。

2、Message机制原理示意图：

Activity   <--------------->  EHandler<----->  Looper<----->  MessageQueue

IntentReceiver <----->  EHandler <----->  Looper<----->  MessageQueue

图 1

3、 如何实现？（具体描述上图的消息流的过程）

实现Message机制需要Handler、Message、Looper三个之间的互相作用来实现；当线程A需要发消息给线程B的时候，线程B要用自己的Looper实例化Handler类，就是构造handler对象时，把当前线程的Looper传给Handler构造函数，handler本身会保存对Looper的引用，handler构造好以后，就可以用handler的obtainMessage方法实例化Message对象，只要把要传的数据给Handler，Handler就会构造Message对象，并且把Message对象添加到消息队列里面。然后就可以调用handler的sendMessage方法把Message对象发送出去，Looper就把消息放到消息队列中；最后当Looper知道消息队列不为空时候，就会循环的从消息队列中取消息，取出消息就会调用刚才实例化好的Handler对象的handleMessage方法取处理消息，整个Message过程就是这样。