Android源码(6)-Android消息机制

code-Android

本文介绍Android的消息机制。

一、引言
假设现在我们有这样的需求，点一下图中的button，然后去获取一些数据（假设这个步骤是一个耗时的操作），然后获取完后将得到的数据返回显示到屏幕上。
为了避免产生ANR(Application Not Response)问题，通常我们会在新的线程去做耗时的操作，然后在UI线程里面更新组件，所以Handler就是类似这样子一个机制。

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那么我们会怎么去实现呢？可以参考如下：

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public class TestDriverActivity extends Activity {
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState){
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        tv = (TextView)findViewById(R.id.tv);
        btn = (Button)findViewById(R.id.btn);
        // 接收并处理消息
        mHandler = new Handler(){
            @Override
            public void handleMessage(Message msg){
                if (message.what == 0x11){
                    Toast.makeText(getApplicationContext(), "mHandler handleMessage" );
                    tv.setText("mHandler is receive message")
                }
                
            }
        };
        // 监听
        btn.setOnClickListener(new View.onClickListener(){
            @Override
            public void onClick(View v){
                MyThread t = new MyThread(mHandler);
                t.start();
            }
        });
    }
}
class MyThread extends Thread{
    Handler handler;
    public MyThread(Handler handler) {
        super();
        this.handler = handler;
    }
    @Override
    public void run(){
        super.run();
        mHandler.sendEmptyMessage(0x11);  //发送消息
    }
}

这只是一种实现的方式，如果在子线程而不是ui线程去初始化handler，则需要初始化handler前调用Looper.prepare()，初始化结束后调用Looper.loop()。

二、相关概念
学习Android的消息处理机制，有几个概念（类）必须了解：

  1. Message
    消息，理解为线程间通讯的数据单元。例如后台线程在处理数据完毕后需要更新UI，则可发送一条包含更新信息的Message给UI线程。
  2. Message Queue
    消息队列，用来存放通过Handler发布的消息，按照先进先出执行。
  3. Handler
    Handler是Message的主要处理者，负责将Message添加到消息队列以及对消息队列中的Message进行处理。
  4. Looper
    循环器，扮演Message Queue和Handler之间桥梁的角色，循环取出Message Queue里面的Message，并交付给相应的Handler进行处理。
    Thread
    5.UI thread 通常就是main thread，而Android启动程序时会替它建立一个Message Queue。
    每一个线程里可含有一个Looper对象以及一个MessageQueue数据结构。在你的应用程序里，可以定义Handler的子类别来接收Looper所送出的消息。
    三、Looper
    Looper被设计用来使一个普通线程变成Looper线程。所谓Looper线程就是循环工作的线程。在程序开发中（尤其是GUI开发中），我们经常会需要一个线程不断循环，一旦有新任务则执行，执行完继续等待下一个任务，这就是Looper线程。使用Looper类创建Looper线程很简单：
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public class LooperThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        // 将当前线程初始化为Looper线程
        Looper.prepare();
        
        // ...其他处理，如实例化handler
        
        // 开始循环处理消息队列
        Looper.loop();
    }
}

3.1 Looper.prepare()
当执行了Looper.prepare()后，当前线程就会升级为Looper线程：

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一个Thread只能有一个Looper对象
线程中有一个Looper对象，它的内部维护了一个消息队列MessageQueue
3.2 Looper.loop()
当调用loop方法后，Looper线程就开始真正工作了，它不断从自己的MQ中取出队头的消息(也叫任务)执行。

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那么，我们如何往MQ上添加消息呢？下面有请Handler

四、Handler
Handler扮演了往MQ上添加消息和处理消息的角色（只处理由自己发出的消息），即往MQ上添加消息的时候执行sendMessage，并在loop到自己的时候处理消息执行handleMessage，整个过程是异步的。

Handler创建时会关联一个looper，默认关联当前线程的looper。

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public class LooperThread extends Thread {
    private Handler handler1;
    private Handler handler2;

    @Override
    public void run() {
        // 将当前线程初始化为Looper线程
        Looper.prepare();

        // 实例化两个handler
        handler1 = new Handler(); 
        handler2 = new Handler();

        // 开始循环处理消息队列
        Looper.loop();
    }
}

加入Handler后结构图如下：

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一个线程可以有多个Handler，但是只能有一个Looper。

4.1 Handler发送消息和处理消息
大致流程：

mHandler.sendMessage()发送消息到MQ
Looper.loop()将message不断从MQ从取出来交给handler处理
mHandler.handleMessage()处理消息

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五、回顾
那么回到一开始我们举的例子，在非UI线程去做耗时的操作，然后完成后在UI线程更新UI信息。那么这种case下，我们的结构图是这样的：

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至此，本文介绍的内容已经完成，本文内容大部分非原创，更多的是基于其他博客的和自己理解的总结，好记性不如烂笔头。如果需要了解源码的同学，可以继续深入阅读研究，包括Java层Looper，Handler，Message，MessageQueue的源码和Native层Looper，NativeMessageQueue的源码实现。