Android的消息机制

Posted 2020-10-06 fankongkong

1、背景                                                               

Handler是android消息机制的上层接口，通过handler可以轻松地将一个任务切换到Handler所在的线程中去执行。

Handler的作用之一是更新UI，有时候需要在子线程中进行耗时的I/O操作，可能是读取文件或者访问网络等，当耗时操作完成以后可能需要在UI上做一些改变，这时用Handler。

Android的消息机制主要是指Handler的运行机制，Handler的运行需要底层的MessageQueue（消息队列）和Looper（消息循环）的支撑。

消息队列采用单链表的数据结构来存储消息列表。

Looper以无限循环的形式去查找是否有新消息。Looper中有一个特殊的概念，ThreadLocal，它的作用是在每个线程中存储数据。

Handler创建的时候回采用当前线程的Looper来构造消息循环系统，那么Handler内部是通过ThreadLocal来获取到当前线程的Looper。线程默认没有Looper，如果需要使用Handler就必须为线程创建Looper。

我们经常提到的主线程，也叫UI线程，就是ActivityThread，ActivityThread被创建的时候就会初始化Looper，这也是在主线程中默认可以使用Handler的原因。

2、Android的消息机制概述                                   

Handler的主要作用是将一个任务切换到某个指定的线程中去执行。系统提供Handler的原因是为了解决在子线程中无法访问UI的矛盾。

Android规定访问UI只能在主线程中进行，如果在子线程中访问UI，那么程序就会抛出异常。

Android的UI空间不是线程安全的

ViewRootImpl对UI操作做了验证，这个验证工作是由ViewRootImpl的checkThread方法来完成的。

通过Handler的post方法将一个Runnable投递到Handler内部的Looper中去处理。其实post方法最终是通过send方法完成的。

当Handler的send方法被调用时，它会调用MessageQueue的enqueueMessage方法将这个消息放入消息队列中，然后Looper发现有新消息到来，就会处理这个消息，最终消息中的Runnable或者Handler的handleMessage方法就会被调用。

3、消息队列的工作原理                                          

消息队列在Android中指的是MessageQueue，主要包含两个操作：插入enqueueMessage和读取next。插入是往消息队列中插入一条消息，next的作用是从消息队列中取出一条消息并将其从消息队列中移除。

MessageQueue是通过一个单链表的数据结构来维护消息列表。

next是一个无限循环的方法，如果消息队列中没有消息，那么next方法会一直阻塞在这里。当有新消息到来时，next方法会返回这条消息并将其从单链表中移除。

4、Looper的工作原理                                           

Looper在Android的消息机制总扮演者消息循环的角色，它会不停地从MessageQueue中查看是否有新消息。

Handler的工作需要Looper，没有Looper的线程就会报错。通过Looper.prepare()可为当前线程创建一个Looper，接着通过Looper.loop()方法开启消息循环。

 

1 Looper.prepare();
2 Handler handler = new Handler();
3 Looper.loop();

 

5、Handler的工作原理                                         

Handler的工作主要包含消息的发送和接受过程。

消息的发送通过post的一系列方法和send的一系列方法来实现，post的一系列方法最终是通过send的一系列方法来实现的。

Handler发送消息的过程仅仅是向消息队列中插入了一条消息，MessageQueue的next方法就会返回这条消息给Looper，Looper收到消息就开始处理了，最终消息由Looper交给Handler的dispatchMessage方法处理。

Callback的意义是可以用来创建一个Handler的实例但并不需要派生Handler的子类。

最后，调用handler的handleMessage方法来处理消息。

6、主线程的消息循环                                              

Android的主线程就是ActivityThread，主线程的入口方法是main，在main方法中系统会通过Looper.prepareMainLooper()来创建主线程的Looper以及MessageQueue，并通过Looper.loop()来开启主线程的消息循环。

主线程的消息循环开始了以后，ActivityThread还需要一个Handler来和消息队列进行交互，这个Handler就是ActivityThread.H，它内部定义了一组消息类型，主要包含了四大组件的启动和停止等过程。

ActivityThread通过ApplicationThread和AMS进行进程间通信，AMS以进程间通信的方式完成ActivityThread的请求后会回调ApplicationThread中的Binder方法，然后ApplicationThread会向H发送消息，H收到消息后会将ApplicationThread中逻辑切换到ActivityThread中去执行，即切换到主线程中去执行，这个过程就是主线程的消息循环模型。