Handler Looper源码解析(Android消息传递机制)

Android的Handler类应该是常用到的，多用于线程间的通信，以及子线程发送消息通知UI线程刷新View等等。这里我主要总结下我对整个消息传递机制，包括Handler,Looper,Message,MessageQueue类的理解。

Looper类：每一个线程都只能拥有一个Looper对象，这里Android是通过将Looper对象设置为当前线程的线程局部变量（这里涉及到ThreadLocal类），可以通过调用Looper.prepare()方法来使当前线程拥有一个Looper对象（主线程不用调用，因为主线程本身已经是拥有Looper对象了)。这里贴出prepare()的源码

public static void prepare() {
        prepare(true);
    }

    private static void prepare(boolean quitAllowed) {
        if (sThreadLocal.get() != null) {
            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");  /*如果当前线程已经拥有Looper对象，就会报错。*/
        }
        sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));/*新建Looper对象并设置为当前线程的线程局部变量。*/
    }

而Looper类的主要作用是进行消息循环，Looper类维护了一个MesageQueue，通过不停调用loop()方法来取出MeesageQueue中的Message并进行相应的处理。

public static void loop() {
        final Looper me = myLooper();  /*得到当前线程的Looper对象*/
        if (me == null) {
            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
        }/*如果为空 报异常*/
        final MessageQueue queue = me.mQueue;

        // Make sure the identity of this thread is that of the local process,
        // and keep track of what that identity token actually is.
        Binder.clearCallingIdentity();
        final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
      /* 进行消息循环 */
        for (;;) {
            Message msg = queue.next(); // might block
            if (msg == null) {
                // No message indicates that the message queue is quitting.
                return;
            }

            // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
            Printer logging = me.mLogging;
            if (logging != null) {
                logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
                        msg.callback + ": " + msg.what);
            }

            msg.target.dispatchMessage(msg);

            if (logging != null) {
                logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
            }

            // Make sure that during the course of dispatching the
            // identity of the thread wasn't corrupted.
            final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
            if (ident != newIdent) {
                Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"
                        + Long.toHexString(ident) + " to 0x"
                        + Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
                        + msg.target.getClass().getName() + " "
                        + msg.callback + " what=" + msg.what);
            }

            msg.recycle();/* 回收msg（重复利用Message对象） */
        }
    }

这个留意到loop()方法里对Message的处理方式是调用msg.target.dispatchMessage(msg);，关于这个方法，我们了解完Handler后再看。

MeesageQueue：Message队列，队列就不详解了，先进先出。

Handler:Handler的作用主要是分发信息 相关方法有：

post(Runnable)
        postAtTime(Runnable,long)
        postDelayed(Runnable long)
        sendEmptyMessage(int)
        sendMessage(Message)
        sendMessageAtTime(Message,long)
        sendMessageDelayed(Message,long)

 public final boolean sendMessage(Message msg)
    {
        return sendMessageDelayed(msg, 0);
    }

  public final boolean sendEmptyMessage(int what)
    {
        return sendEmptyMessageDelayed(what, 0);
    }

 public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
        Message msg = Message.obtain();
        msg.what = what;
        return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);
    }

 public final boolean sendEmptyMessageAtTime(int what, long uptimeMillis) {
        Message msg = Message.obtain();
        msg.what = what;
        return sendMessageAtTime(msg, uptimeMillis);
    }

public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
    {
        if (delayMillis < 0) {
            delayMillis = 0;
        }
        return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
    }

 public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
        MessageQueue queue = mQueue;
        if (queue == null) {
            RuntimeException e = new RuntimeException(
                    this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
            Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
            return false;
        }
        return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
    }

发现这些方法最后都是调用enqueueMessage()，看看这个方法的源码

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
        msg.target = this;
        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
    }

调用了MessageQueue的enqueueMessage方法，将Message对象加入了队列中去

再看看这几个方法

public final boolean post(Runnable r)
    {
       return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
    }

 public final boolean postAtTime(Runnable r, long uptimeMillis)
    {
        return sendMessageAtTime(getPostMessage(r), uptimeMillis);
    }

public final boolean postAtTime(Runnable r, Object token, long uptimeMillis)
    {
        return sendMessageAtTime(getPostMessage(r, token), uptimeMillis);
    }

public final boolean postDelayed(Runnable r, long delayMillis)
    {
        return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), delayMillis);
    }

发现post()系列的方法最后都是调用sendMessage系列的方法只是传入的Message对象有所不同，我们再看看getPostMessage()

  private static Message getPostMessage(Runnable r) {
        Message m = Message.obtain();
        m.callback = r;
        return m;
    }

    private static Message getPostMessage(Runnable r, Object token) {
        Message m = Message.obtain();
        m.obj = token;
        m.callback = r;
        return m;
    }

发现其实就是把Runnable对象赋给Message的callback。通过以上代码的分析，基本上对整个消息机制有个概念了，当我们调用Handler的sendMessage()或post()等一系列方法时，Handler会将消息加入到MessageQueue中,这个MessageQueue为Handler对应的Looper对象所维护的queue（创建Handler时可以传入Looper对象，无参情况下为当前线程的Looper，想具体了解可以看下Handler的构造函数，这里不再赘述）然后由Looper类的loop()方法将消息取出。并做处理。至于怎么处理，我们就要看下msg.target.dispatchMessage(msg)这个方法了。我们知道msg的target是一个Handler对象，看下这个方法的源码

public void dispatchMessage(Message msg) {
/* 如果callback不为空，即发送消息的时候传入了Runnable对象，也就是调用的是post()系列的方法。那么就会执行handleCallback()这个方法，否则执行handleMessage() */
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }
            handleMessage(msg);
        }
    }

handleMessge()方法想必大家都很熟悉，这个方法是我们new一个Handler对象时常常会去重写的，然后处理消息时会回调这个方法。再看看handleCallback()

private static void handleCallback(Message message) {
        message.callback.run();
    }

代码很简单，就是调用了callback的run()方法。这里要特别注意的是调用的是run()而不是start()，这意味着将不会另起一个线程。而是在Looper对象所在的线程执行。至于为什么这么做笔者认为由于这样做即使是多次post也不需要开启多个线程，大大提高了程序的性能，同时，在某些情况下，我们希望能够顺序执行callback，那么使用这个方法无疑是非常棒的。当然，如果是要并发执行作那么就得使用其他法子了。总的来说post()方法相当于sendMessage()+handleMessage()使用方式的一种变体。