消息机制

Posted 2023-03-06

参考技术A android的消息机制是指Handler的运行机制以及Handler所附带的MessageQueue和Looper的工作过程。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。
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。

主线程即UI线程，它就是ActivityThread，ActivityThread被创建时就会初始化Looper，这也是主线程中默认可以使用Handler的原因。

1.Handler创建时会采用当前线程的Looper来构建内部的消息循环系统，Handler通过ThreadLocal来获取当前线程的Looper，ThreadLocal作用是可以在每个线程中存储数据；
2.Handler创建完毕后，这个时候其内部的Looper以及MessageQueue就可以和Handler一起协同工作了，通过Handler的post方法将一个Runnable投递到Handler内部的Looper中去处理，也可以通过Handler的send方法发送一个消息，这个消息同样会在Looper中处理；
3.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，Looper发现有新消息到来时，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。
4.Looper是运行在创建Handler所在的线程中，这样Handler中的业务逻辑会被切换到创建Handler所在的线程中去执行了。

ThreadLocal是一个线程内部的数据存储类，通过它可以在指定的线程中存储数据，数据存储之后，只有在指定线程中可以获取到存储的数据，对于其他线程来说则无法获取到数据。
使用场景：android源码中会使用如Looper，ActivityThread，AMS中都用到了ThreadLocal还有就是复杂逻辑下的对象传递，比如监听器的传递。

MessageQueue主要包含两个操作，插入和读取分别对应enqueueMessage
和next，enqueueMessage的作用是往消息队列中插入一条消息，而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。它是通过一个单链表的数据结构来维护消息列表。

消息循环，它会不停地从MessageQueue中查看是否有新消息，如果有新消息就会立刻处理，否则就一直阻塞在那里。
通过Looper.prepare()即可以为当前线程创建一个Looper，接着通过Looper.loop()来开启消息循环。

Looper除了prepare方法外，还提供了prepareMainLooper方法，这个方法主要是给主线程也就是ActivityThread创建Looper使用的，其本质也是通过prepare方法来实现的。Looper提供了getMainLooper方法，通过它可以在任何地方获取到主线程的Looper，Looper也可以退出，提供了quit和quitSafely方法。
Looper的loop方法是一个死循环，唯一跳出循环的方式是MessageQueue的next方法返回了null；当Looper的quit方法被调用时，Looper就会调用MessageQueue的quit或者quitSafely方法来通知消息队列退出，当消息队列被标记为退出状态时，它的next方法就会返回null。
loop方法会调用MessageQueue的next方法来获取新消息，而next是一个阻塞操作，当没有消息时，next方法会一直阻塞在那，这也导致了loop方法一直阻塞在那。

Android的主线程就是ActivityThread，主线程的入口方法为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，主要包括了四大组件的启动和停止过程。
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接收消息后会将ApplicationThread中的逻辑切换到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。

在子线程执行完耗时操作，Handler通过sendMessage发送消息后，会调用MessageQueue.enqueueMessage方法向消息队列中添加消息，然后Looper调用loop()方法开启循环后会不断地从消息队列中读取消息，然后调用目标Handler的dispatchMessage方法传递消息，然后回到Handler所在线程，目标Handler收到消息，调用handleMessage方法，接收消息，处理消息。

每个线程中只能存在一个Looper，Looper是保存在ThreadLocal中的。主线程（UI线程）已经创建了一个Looper，所以在主线程中不需要再创建Looper，但是在其他线程中需要创建Looper。每个线程中可以有多个Handler，即一个Looper可以处理来自多个Handler的消息。 Looper中维护一个MessageQueue，来维护消息队列，消息队列中的Message可以来自不同的Handler。