深入剖析Android消息機(jī)制
在Android 中,線程內(nèi)部或者線程之間進(jìn)行信息交互時(shí)經(jīng)常會(huì)使用消息,這些基礎(chǔ)的東西如果我們熟悉其內(nèi)部的原理,將會(huì)使我們?nèi)菀?、更好地架?gòu)系統(tǒng),避免一些低級(jí)的錯(cuò)誤。在學(xué)習(xí)Android中消息機(jī)制之前,我們先了解與消息有關(guān)的幾個(gè)類:
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/149333.htm1.Message
消息對(duì)象,顧名思義就是記錄消息信息的類。這個(gè)類有幾個(gè)比較重要的字段:
a.arg1和arg2:我們可以使用兩個(gè)字段用來(lái)存放我們需要傳遞的整型值,在Service中,我們可以用來(lái)存放Service的ID。
b.obj:該字段是Object類型,我們可以讓該字段傳遞某個(gè)多項(xiàng)到消息的接受者中。
c.what:這個(gè)字段可以說是消息的標(biāo)志,在消息處理中,我們可以根據(jù)這個(gè)字段的不同的值進(jìn)行不同的處理,類似于我們?cè)谔幚鞡utton事件時(shí),通過switch(v.getId())判斷是點(diǎn)擊了哪個(gè)按鈕。
在使用Message時(shí),我們可以通過new Message()創(chuàng)建一個(gè)Message實(shí)例,但是Android 更 推薦我們通過Message.obtain()或者Handler.obtainMessage()獲取Message對(duì)象。這并不一定是直接創(chuàng)建一個(gè)新 的實(shí)例,而是先從消息池中看有沒有可用的Message實(shí)例,存在則直接取出并返回這個(gè)實(shí)例。反之如果消息池中沒有可用的Message實(shí)例,則根據(jù)給定 的參數(shù)new一個(gè)新Message對(duì)象。通過分析源碼可得知,Android系統(tǒng)默認(rèn)情況下在消息池中實(shí)例化10個(gè)Message對(duì)象。
2.MessageQueue
消息隊(duì)列,用來(lái)存放Message對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),按照“先進(jìn)先出”的原則存放消息。存放并非實(shí)際意義的保存,而是將Message對(duì)象以鏈表的方 式串聯(lián)起來(lái)的。MessageQueue對(duì)象不需要我們自己創(chuàng)建,而是有Looper對(duì)象對(duì)其進(jìn)行管理,一個(gè)線程最多只可以擁有一個(gè) MessageQueue。我們可以通過Looper.myQueue()獲取當(dāng)前線程中的MessageQueue。
3.Looper
MessageQueue的管理者,在一個(gè)線程中,如果存在Looper對(duì)象,則必定存在MessageQueue對(duì)象,并且只存在一個(gè)Looper對(duì)象和一個(gè)MessageQueue對(duì)象。在Android 系統(tǒng)中,除了主線程有默認(rèn)的Looper對(duì)象,其它線程默認(rèn)是沒有Looper對(duì)象。如果想讓我們新創(chuàng)建的線程擁有Looper對(duì)象時(shí),我們首先應(yīng)調(diào)用Looper.prepare()方法,然后再調(diào)用Looper.loop()方法。典型的用法如下:
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class LooperThread extends Thread
{
public Handler mHandler;
public void run()
{
Looper.prepare();
//其它需要處理的操作
Looper.loop();
}
}
倘若我們的線程中存在Looper對(duì)象,則我們可以通過Looper.myLooper()獲取,此外我們還可以通過 Looper.getMainLooper()獲取當(dāng)前應(yīng)用系統(tǒng)中主線程的Looper對(duì)象。在這個(gè)地方有一點(diǎn)需要注意,假如Looper對(duì)象位于應(yīng)用程 序主線程中,則Looper.myLooper()和Looper.getMainLooper()獲取的是同一個(gè)對(duì)象。
4.Handler
消息的處理者。通過Handler對(duì)象我們可以封裝Message對(duì)象,然后通過sendMessage(msg)把Message對(duì)象添加到 MessageQueue中;當(dāng)MessageQueue循環(huán)到該Message時(shí),就會(huì)調(diào)用該Message對(duì)象對(duì)應(yīng)的handler對(duì)象的 handleMessage()方法對(duì)其進(jìn)行處理。由于是在handleMessage()方法中處理消息,因此我們應(yīng)該編寫一個(gè)類繼承自 Handler,然后在handleMessage()處理我們需要的操作。
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# public class MessageService extends Service
#
# {
# private static final String TAG = “MessageService”;
# private static final int KUKA = 0;
# private Looper looper;
# private ServiceHandler handler;
# /**
# * 由于處理消息是在Handler的handleMessage()方法中,因此我們需要自己編寫類
# * 繼承自Handler類,然后在handleMessage()中編寫我們所需要的功能代碼
# * @author coolszy
# *
# */
# private final class ServiceHandler extends Handler
# {
# public ServiceHandler(Looper looper)
# {
# super(looper);
# }
#
# @Override
# public void handleMessage(Message msg)
# {
# // 根據(jù)what字段判斷是哪個(gè)消息
# switch (msg.what)
# {
# case KUKA:
# //獲取msg的obj字段。我們可在此編寫我們所需要的功能代碼
# Log.i(TAG, “The obj field of msg:” + msg.obj);
# break;
# // other cases
# default:
# break;
# }
# // 如果我們Service已完成任務(wù),則停止Service
# stopSelf(msg.arg1);
# }
# }
#
# @Override
# public void onCreate()
# {
# Log.i(TAG, “MessageService-->onCreate()”);
# // 默認(rèn)情況下Service是運(yùn)行在主線程中,而服務(wù)一般又十分耗費(fèi)時(shí)間,如果
# // 放在主線程中,將會(huì)影響程序與用戶的交互,因此把Service
# // 放在一個(gè)單獨(dú)的線程中執(zhí)行
# HandlerThread thread = new HandlerThread(“MessageDemoThread”, Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
# thread.start();
# // 獲取當(dāng)前線程中的looper對(duì)象
# looper = thread.getLooper();
# //創(chuàng)建Handler對(duì)象,把looper傳遞過來(lái)使得handler、
# //looper和messageQueue三者建立聯(lián)系
# handler = new ServiceHandler(looper);
# }
#
# @Override
# public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId)
# {
# Log.i(TAG, “MessageService-->onStartCommand()”);
#
# //從消息池中獲取一個(gè)Message實(shí)例
# Message msg = handler.obtainMessage();
# // arg1保存線程的ID,在handleMessage()方法中
# // 我們可以通過stopSelf(startId)方法,停止服務(wù)
# msg.arg1 = startId;
# // msg的標(biāo)志
# msg.what = KUKA;
# // 在這里我創(chuàng)建一個(gè)date對(duì)象,賦值給obj字段
# // 在實(shí)際中我們可以通過obj傳遞我們需要處理的對(duì)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;
# }
# }
注:在測(cè)試代碼中我們使用了HandlerThread類,該類是Thread的子類,該類運(yùn)行時(shí)將會(huì)創(chuàng)建looper對(duì)象,使用該類省去了我們自己編寫Thread子類并且創(chuàng)建Looper的麻煩。
下面我們通過查看源碼,分析下程序的運(yùn)行過程:
1.onCreate()
首先啟動(dòng)服務(wù)時(shí)將會(huì)調(diào)用onCreate()方法,在該方法中我們new了一個(gè)HandlerThread對(duì)象,提供了線程的名字和優(yōu)先級(jí)。
緊接著我們調(diào)用了start()方法,執(zhí)行該方法將會(huì)調(diào)用HandlerThread對(duì)象的run()方法:
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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,系統(tǒng)給線程添加的Looper,同時(shí)調(diào)用了Looper的loop()方法:
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1. public static final void loop() {
2.
3. Looper me = myLooper();
4. MessageQueue queue = me.mQueue;
5. while (true) {
6. Message msg = queue.next(); // might block
7. //if (!me.mRun) {
8. // break;
9. //}
10. if (msg != null) {
11. if (msg.target == null) {
12. // No target is a magic identifier for the quit message.
13. return;
14. }
15. if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
16. “>>>>> Dispatching to ” + msg.target + “ ”
17. + msg.callback + “: ” + msg.what
18. );
19. msg.target.dispatchMessage(msg);
20. if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
21. “ Finished to ” + msg.target + “ ”
22. + msg.callback);
23. msg.recycle();
24. }
25. }
26. }
通過源碼我們可以看到loop()方法是個(gè)死循環(huán),將會(huì)不停的從MessageQueue對(duì)象中獲取Message對(duì)象,如果MessageQueue 對(duì)象中不存在Message對(duì)象,則結(jié)束本次循環(huán),然后繼續(xù)循環(huán);如果存在Message對(duì)象,則執(zhí)行 msg.target.dispatchMessage(msg),但是這個(gè)msg的.target字段的值是什么呢?我們先暫時(shí)停止跟蹤源碼,返回到 onCreate()方法中。線程執(zhí)行完start()方法后,我們可以獲取線程的Looper對(duì)象,然后new一個(gè)ServiceHandler對(duì)象, 我們把Looper對(duì)象傳到ServiceHandler構(gòu)造函數(shù)中將使handler、looper和messageQueue三者建立聯(lián)系。
2.onStartCommand()
執(zhí)行完onStart()方法后,將執(zhí)行onStartCommand()方法。首先我們從消息池中獲取一個(gè)Message實(shí)例,然后給 Message對(duì)象的arg1、what、obj三個(gè)字段賦值。緊接著調(diào)用sendMessage(msg)方法,我們跟蹤源代碼,該方法將會(huì)調(diào)用 sendMessageDelayed(msg, 0)方法,而sendMessageDelayed()方法又會(huì)調(diào)用sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis)方法,在該方法中我們要注意該句代碼msg.target = this,msg的target指向了this,而this就是ServiceHandler對(duì)象,因此msg的target字段指向了 ServiceHandler對(duì)象,同時(shí)該方法又調(diào)用MessageQueue 的enqueueMessage(msg, uptimeMillis)方法:
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# 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;
# }
該方法主要的任務(wù)就是把Message對(duì)象的添加到MessageQueue中(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最基礎(chǔ)的東西,自己畫圖理解下)。
handler.sendMessage()-->handler.sendMessageDelayed()-->handler.sendMessageAtTime()-->msg.target = this;queue.enqueueMessage==>把msg添加到消息隊(duì)列中
3.handleMessage(msg)
onStartCommand()執(zhí)行完畢后我們的Service中的方法就執(zhí)行完畢了,那么handleMessage()是怎么調(diào)用的呢?在前 面分析的loop()方法中,我們當(dāng)時(shí)不知道m(xù)sg的target字段代碼什么,通過上面分析現(xiàn)在我們知道它代表ServiceHandler對(duì) 象,msg.target.dispatchMessage(msg);則表示執(zhí)行ServiceHandler對(duì)象中的 dispatchMessage()方法:
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1. public void dispatchMessage(Message msg) {
2. if (msg.callback != null) {
3. handleCallback(msg);
4. } else {
5. if (mCallback != null) {
6. if (mCallback.handleMessage(msg)) {
7. return;
8. }
9. }
10. handleMessage(msg);
11. }
12. }
該方法首先判斷callback是否為空,我們跟蹤的過程中未見給其賦值,因此callback字段為空,所以最終將會(huì)執(zhí)行handleMessage()方法,也就是我們ServiceHandler類中復(fù)寫的方法。在該方法將根據(jù)what字段的值判斷執(zhí)行哪段代碼。
至此,我們看到,一個(gè)Message經(jīng)由Handler的發(fā)送,MessageQueue的入隊(duì),Looper的抽取,又再一次地回到Handler的懷抱中。而繞的這一圈,也正好幫助我們將同步操作變成了異步操作。
評(píng)論