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[導讀]深入剖析Android消息機制

  在Android 中,線程內(nèi)部或者線程之間進行信息交互時經(jīng)常會使用消息,這些基礎的東西如果我們熟悉其內(nèi)部的原理,將會使我們?nèi)菀住⒏玫丶軜嬒到y(tǒng),避免一些低級的錯誤。在學習Android中消息機制之前,我們先了解與消息有關的幾個類:

  1.Message

  消息對象,顧名思義就是記錄消息信息的類。這個類有幾個比較重要的字段:

  a.arg1和arg2:我們可以使用兩個字段用來存放我們需要傳遞的整型值,在Service中,我們可以用來存放Service的ID。

  b.obj:該字段是Object類型,我們可以讓該字段傳遞某個多項到消息的接受者中。

  c.what:這個字段可以說是消息的標志,在消息處理中,我們可以根據(jù)這個字段的不同的值進行不同的處理,類似于我們在處理Button事件時,通過switch(v.getId())判斷是點擊了哪個按鈕。

  在使用Message時,我們可以通過new Message()創(chuàng)建一個Message實例,但是Android 更 推薦我們通過Message.obtain()或者Handler.obtainMessage()獲取Message對象。這并不一定是直接創(chuàng)建一個新 的實例,而是先從消息池中看有沒有可用的Message實例,存在則直接取出并返回這個實例。反之如果消息池中沒有可用的Message實例,則根據(jù)給定 的參數(shù)new一個新Message對象。通過分析源碼可得知,Android系統(tǒng)默認情況下在消息池中實例化10個Message對象。

  2.MessageQueue

  消息隊列,用來存放Message對象的數(shù)據(jù)結構,按照“先進先出”的原則存放消息。存放并非實際意義的保存,而是將Message對象以鏈表的方 式串聯(lián)起來的。MessageQueue對象不需要我們自己創(chuàng)建,而是有Looper對象對其進行管理,一個線程最多只可以擁有一個 MessageQueue。我們可以通過Looper.myQueue()獲取當前線程中的MessageQueue。

  3.Looper

  MessageQueue的管理者,在一個線程中,如果存在Looper對象,則必定存在MessageQueue對象,并且只存在一個Looper對象和一個MessageQueue對象。在Android 系統(tǒng)中,除了主線程有默認的Looper對象,其它線程默認是沒有Looper對象。如果想讓我們新創(chuàng)建的線程擁有Looper對象時,我們首先應調用Looper.prepare()方法,然后再調用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()獲取當前應用系統(tǒng)中主線程的Looper對象。在這個地方有一點需要注意,假如Looper對象位于應用程 序主線程中,則Looper.myLooper()和Looper.getMainLooper()獲取的是同一個對象。

  4.Handler

  消息的處理者。通過Handler對象我們可以封裝Message對象,然后通過sendMessage(msg)把Message對象添加到 MessageQueue中;當MessageQueue循環(huán)到該Message時,就會調用該Message對象對應的handler對象的 handleMessage()方法對其進行處理。由于是在handleMessage()方法中處理消息,因此我們應該編寫一個類繼承自 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,則停止Service

  # stopSelf(msg.arg1);

  # }

  # }

  #

  # @Override

  # public void onCreate()

  # {

  # Log.i(TAG, “MessageService-->onCreate()”);

  # // 默認情況下Service是運行在主線程中,而服務一般又十分耗費時間,如果

  # // 放在主線程中,將會影響程序與用戶的交互,因此把Service

  # // 放在一個單獨的線程中執(zhí)行

  # HandlerThread thread = new HandlerThread(“MessageDemoThread”, Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);

  # thread.start();

  # // 獲取當前線程中的looper對象

  # looper = thread.getLooper();

  # //創(chuàng)建Handler對象,把looper傳遞過來使得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Message實例

  # 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

  # msg.arg1 = startId;

  # // msg的標志

  # msg.what = KUKA;

  # // 在這里我創(chuàng)建一個date對象,賦值給obj字段

  # // 在實際中我們可以通過obj傳遞我們需要處理的對象

  # 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:在測試代碼中我們使用了HandlerThread類,該類是Thread的子類,該類運行時將會創(chuàng)建looper對象,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,分析下程序的運行過程:

  1.onCreate()

  首先啟動服務時將會調用onCreate()方法,在該方法中我們new了一個HandlerThread對象,提供了線程的名字和優(yōu)先級。

  緊接著我們調用了start()方法,執(zhí)行該方法將會調用HandlerThread對象的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,同時調用了Looper的loop()方法:

  view plaincopy to clipboardprint?

  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()方法是個死循環(huán),將會不停的從MessageQueue對象中獲取Message對象,如果MessageQueue 對象中不存在Message對象,則結束本次循環(huán),然后繼續(xù)循環(huán);如果存在Message對象,則執(zhí)行 msg.target.dispatchMessage(msg),但是這個msg的.target字段的值是什么呢?我們先暫時停止跟蹤源碼,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對象,然后new一個ServiceHandler對象, 我們把Looper對象傳到ServiceHandler構造函數(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Message實例,然后給 Message對象的arg1、what、obj三個字段賦值。緊接著調用sendMessage(msg)方法,我們跟蹤源代碼,該方法將會調用 sendMessageDelayed(msg, 0)方法,而sendMessageDelayed()方法又會調用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對象,因此msg的target字段指向了 ServiceHandler對象,同時該方法又調用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;

  # }

  該方法主要的任務就是把Message對象的添加到MessageQueue中(數(shù)據(jù)結構最基礎的東西,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()是怎么調用的呢?在前 面分析的loop()方法中,我們當時不知道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 象,msg.target.dispatchMessage(msg);則表示執(zhí)行ServiceHandler對象中的 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,所以最終將會執(zhí)行handleMessage()方法,也就是我們ServiceHandler類中復寫的方法。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Message經(jīng)由Handler的發(fā)送,MessageQueue的入隊,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。

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