Android源码分析-消息队列和Looper

    xiaoxiao2021-03-25  74

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    前言

    上周对Android中的事件派发机制进行了分析,这次博主要对消息队列和Looper的源码进行简单的分析。大家耐心看下去,其实消息队列的逻辑比事件派发机制简单多了,所以大家肯定会很容易看懂的。

    概念

    1. 什么是消息队列

    消息队列在android中对应MessageQueue这个类,顾名思义,消息队列中存放了大量的消息(Message)

    2.什么是消息

    消息(Message)代表一个行为(what)或者一串动作(Runnable),有两处会用到Message:Handler和Messenger

    3.什么是Handler和Messenger

    Handler大家都知道,主要用来在线程中发消息通知ui线程更新ui。Messenger可以翻译为信使,可以实现进程间通信(IPC),Messenger采用一个单线程来处理所有的消息,而且进程间的通信都是通过发消息来完成的,感觉不能像AIDL那样直接调用对方的接口方法(具体有待考证),这是其和AIDL的主要区别,也就是说Messenger无法处理多线程,所有的调用都是在一个线程中串行执行的。Messenger的典型代码是这样的:new Messenger(service).send(msg),它的本质还是调用了Handler的sendMessage方法

    4.什么是Looper

    Looper是循环的意思,它负责从消息队列中循环的取出消息然后把消息交给目标处理

    5.线程有没有Looper有什么区别?

    线程如果没有Looper,就没有消息队列,就无法处理消息,线程内部就无法使用Handler。这就是为什么在子线程内部创建Handler会报错:"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()",具体原因下面再分析。

    6.如何让线程有Looper从而正常使用Handler?

    在线程的run方法中加入如下两句:

    Looper.prepare();

    Looper.loop();

    这一切不用我们来做,有现成的,HandlerThread就是带有Looper的线程。

    想用线程的Looper来创建Handler,很简单,Handler handler = new Handler(thread.getLooper()),有了上面这几步,你就可以在子线程中创建Handler了,好吧,其实android早就为我们想到这一点了,也不用自己写,IntentService把我们该做的都做了,我们只要用就好了,具体怎么用后面再说。

    消息队列和Looper的工作机制

    一个Handler会有一个Looper,一个Looper会有一个消息队列,Looper的作用就是循环的遍历消息队列,如果有新消息,就把新消息交给它的目标处理。每当我们用Handler来发送消息,消息就会被放入消息队列中,然后Looper就会取出消息发送给它的目标target。一般情况,一个消息的target是发送这个消息的Handler,这么一来,Looper就会把消息交给Handler处理,这个时候Handler的dispatchMessage方法就会被调用,一般情况最终会调用Handler的handleMessage来处理消息,用handleMessage来处理消息是我们常用的方式。

    源码分析

    1. Handler发送消息的过程

    [java] view plain copy    public final boolean sendMessage(Message msg)     {         return sendMessageDelayed(msg, 0);     }    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);  }    private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {         msg.target = this;         if (mAsynchronous) {             msg.setAsynchronous(true);         }         //这里msg被加入消息队列queue         return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);     }  

    2.Looper的工作过程

    [java] view plain copy public static void loop() {       final Looper me = myLooper();       if (me == null) {           throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");       }       //从Looper中取出消息队列       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();         //死循环,循环的取消息,没有新消息就会阻塞       for (;;) {           Message msg = queue.next(); // might block 这里会被阻塞,如果没有新消息           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);           }             //将消息交给target处理,这个target就是Handler类型           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();       }   }  

    3.Handler如何处理消息

    [java] view plain copy /**  * Subclasses must implement this to receive messages.  */  public void handleMessage(Message msg) {  }    /**  * Handle system messages here.  */  public void dispatchMessage(Message msg) {      if (msg.callback != null) {          //这个方法很简单,直接调用msg.callback.run();          handleCallback(msg);      } else {          //如果我们设置了callback会由callback来处理消息          if (mCallback != null) {              if (mCallback.handleMessage(msg)) {                  return;              }          }          //否则消息就由这里来处理,这是我们最常用的处理方式          handleMessage(msg);      }  }   我们再看看msg.callback和mCallback是啥东西

    /*package*/ Runnable callback;   

    现在已经很明确了,msg.callback是个Runnable,什么时候会设置这个callback:handler.post(runnable),相信大家都常用这个方法吧

    [java] view plain copy  /**  * Callback interface you can use when instantiating a Handler to avoid  * having to implement your own subclass of Handler.  *  * @param msg A {@link android.os.Message Message} object  * @return True if no further handling is desired  */  public interface Callback {      public boolean handleMessage(Message msg);  }        final Callback mCallback;  

    而mCallback是个接口,可以这样来设置 Handler handler = new Handler(callback),这个callback的意义是什么呢,代码里面的注释已经说了,可以让你不用创建Handler的子类但是还能照样处理消息,恐怕大家常用的方式都是新new一个Handler然后override其handleMessage方法来处理消息吧,从现在开始,我们知道,不创建Handler的子类也可以处理消息。多说一句,为什么创建Handler的子类不好?这是因为,类也是占空间的,一个应用class太多,其占用空间会变大,也就是应用会更耗内存。

    HandlerThread简介

    [java] view plain copy @Override  public void run() {      mTid = Process.myTid();      Looper.prepare();      synchronized (this) {          mLooper = Looper.myLooper();          notifyAll();      }      Process.setThreadPriority(mPriority);      onLooperPrepared();      Looper.loop();      mTid = -1;  }   HandlerThread继承自Thread,其在run方法内部为自己创建了一个Looper,使用上HandlerThread和普通的Thread不一样,无法执行常见的后台操作,只能用来处理新消息,这是因为Looper.loop()是死循环,你的code根本执行不了,不过貌似你可以把你的code放在super.run()之前执行,但是这好像不是主流玩法,所以不建议这么做。

    IntentService简介

    [java] view plain copy public void onCreate() {      // TODO: It would be nice to have an option to hold a partial wakelock      // during processing, and to have a static startService(Context, Intent)      // method that would launch the service & hand off a wakelock.        super.onCreate();      HandlerThread thread = new HandlerThread("IntentService[" + mName + "]");      thread.start();        mServiceLooper = thread.getLooper();      mServiceHandler = new ServiceHandler(mServiceLooper);  }   IntentService继承自Service,它是一个抽象类,其被创建的时候就new了一个HandlerThread和ServiceHandler,有了它,就可以利用IntentService做一些优先级较高的task,IntentService不会被系统轻易杀掉。使用IntentService也是很简单,首先startService(intent),然后IntentService会把你的intent封装成Message然后通过ServiceHandler进行发送,接着ServiceHandler会调用onHandleIntent(Intent intent)来处理这个Message,onHandleIntent(Intent intent)中的intent就是你startService(intent)中的intent,ok,现在你需要做的是从IntentService派生一个子类并重写onHandleIntent方法,然后你只要针对不同的intent做不同的事情即可,事情完成后IntentService会自动停止。所以,IntentService是除了Thread和AsyncTask外又一执行耗时操作的方式,而且其不容易被系统干掉,建议关键操作采用IntentService。

    在子线程创建Handler为什么会报错?

    [java] view plain copy public Handler(Callback callback, boolean async) {      if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {          final Class<? extends Handler> klass = getClass();          if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&                  (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {              Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +                  klass.getCanonicalName());          }      }      //获取当前线程的Looper      mLooper = Looper.myLooper();      //报错的根本原因是:当前线程没有Looper      if (mLooper == null) {          throw new RuntimeException(              "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");      }      mQueue = mLooper.mQueue;      mCallback = callback;      mAsynchronous = async;  }   如何避免这种错误:在ui线程使用Handler或者给子线程加上Looper。
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