Android消息循环机制
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Android消息循环机制相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
转载请注明出处：http://blog.csdn.net/crazy1235/article/details/51707527
android的消息循环机制主要先关的类有：
- Handler
- Looper
- Message
- MessageQueue
- ActivityThread
实际上
应用程序启动的时候，会创建一个UI线程，然后该线程关联一个消息队列，相关操作封装一个个消息放入队列中，主线程会不断循环从队列中取出消息进行分发处理。
为什么用Handler
大家都知道，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，程序会出现异常。
throw new CalledFromWrongThreadException("only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");所以只能在主线程中访问UI，但是Android又不建议在主线程中做耗时操作，比如IO操作、网络请求等操作，否则容易引起程序无法响应(ANR)。所以想这些耗时操作，都会放到其他的线程中进行处理，但是非UI线程又无法操作UI，所以 Handler 就派上用场了。
Handler的作用就是将一个任务切换到另外一个线程中执行。而我们主要用它来 更新UI 。
Handler的基本使用
先来看看Handler的基本使用。
它的使用方法分为两套： “post”方法和“send”方法。
private Handler handler2 = new Handler(new Handler.Callback() {
@Override
public boolean handleMessage(Message msg) {
return false;
}
}); private Handler handler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
switch (msg.what){
case 1:
testview.setText("处理完毕");
break;
default:
break;
}
}
}; new Thread(){
@Override
public void run() {
// 一些耗时的操作
handler.sendEmptyMessage(1);
}
}.start(); handler.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
testview.setText("post");
}
});
handler.postDelayed(new Runnable() {
@Override
public void run() {
testview.setText("postDelayed");
}
}, 5000);send 系列有 7 个方法：
/**
* 1. 发送一个消息
*/
public final boolean sendMessage(Message msg){
return sendMessageDelayed(msg, 0);
} /**
* 2. 发送一个空消息
*/
public final boolean sendEmptyMessage(int what){
return sendEmptyMessageDelayed(what, 0);
} /**
* 3. 定时发送一个消息
*/
public final boolean sendEmptyMessageAtTime(int what, long uptimeMillis) {
Message msg = Message.obtain();
msg.what = what;
return sendMessageAtTime(msg, uptimeMillis);
} /**
* 4. 延迟发送一个空的消息
* 内部调用了 sendMessageDelayed() 方法
*/
public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
Message msg = Message.obtain();
msg.what = what;
return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);
} /**
* 5. 发送一个消息到消息队列的头部
*/
public final boolean sendMessageAtFrontOfQueue(Message msg) {
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, 0);
} /**
* 6. 定时发送一个消息
*/
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);
} /**
* 7. 延迟delayMillis时间发送一个消息
*/
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis){
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}通过以上代码可以发现，重载方法相互调用，最终都是调用了enqueueMessage()方法。
post 系列有 5 个方法：
/**
* 1.
*/
public final boolean post(Runnable r){
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
} /**
* 2.
*/
public final boolean postDelayed(Runnable r, long delayMillis){
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), delayMillis);
} /**
* 3.
*/
public final boolean postAtTime(Runnable r, long uptimeMillis){
return sendMessageAtTime(getPostMessage(r), uptimeMillis);
} /**
* 4.
*/
public final boolean postAtFrontOfQueue(Runnable r){
return sendMessageAtFrontOfQueue(getPostMessage(r));
} /**
* 5.
*/
public final boolean postAtTime(Runnable r, Object token, long uptimeMillis){
return sendMessageAtTime(getPostMessage(r, token), uptimeMillis);
}从以上代码中可以看出，post的这几个方法都是调用的send的先关方法。只不过 通过getPostMessage()的几个重载方法，将Runnable封装成了Message 。
来看看getPostMessage的重载方法：
/**
* 设置消息对象的callback， 返回Message对象
* 当调用dispatchMessage()方法的时候，判断Message的callback是否为空，不为空时，调用callback的run()方法。
*/
private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();
m.callback = r;
return m;
}
/**
* 将Runnable和Object封装成一个Message对象返回。
*/
private static Message getPostMessage(Runnable r, Object token) {
Message m = Message.obtain();
m.obj = token;
m.callback = r;
return m;
}一共有两个，都是通过 Message.obtain() 方法获取一个消息对象，然后重新对内部变量赋值，然后返回该Message对象。
我们先记下这个方法，稍后进行探索。
综上，不管是post方法，还是send方法，最后都牵扯到 enqueueMessage 这样一个方法。
/**
* 将message添加到消息队列
*/
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this; // 这里将message的target对象赋为handler
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}该方法内部，将message的target赋值为当前Handler对象，可见 target是Handler类型的对象 。
最后调用了queue.enqueueMessage()对象。
queue是MessageQueue类型的变量 ，表示一个消息队列。我们先不管该变量什么时候初始化的，先看看这个方法。
Message mMessages;
/**
* 消息入队操作
*/
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
// ...
synchronized (this) {
// ...
msg.markInUse();
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
//当mMessage为空 或者 when是0 后者when小于对头的when值时，将当前msg作为对头。
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
// New head, wake up the event queue if blocked.
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
// 当msg添加到队列中间。
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
Message prev;
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;
}
// ...
}
return true;
}从上面代码可以看出，消息队列实际上是通过 单链表 的结构来实现的。其内部逻辑也好懂，就是通过对when和当前对头指针的一些判断逻辑，进而将参数中的message添加到单单链表中。
说到这里，进行一个小总结：
当我们使用Handler的时候，通过post或者send的一些列方法时，实际上是把一个Message（消息）添加到MessageQueue（消息队列）中去。
Looper
Looper可以称之为“消息循环”。我们将消息放到消息队列之后，还需要通过Looper从队列中取出消息进行处理。
主线程也就是ActivityThread，它被创建的时候，会调用 ActivityThread.main() 方法。
ActivityThread.java 的部分源码：
static Handler sMainThreadHandler; // set once in main()
public static void main(String[] args) {
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "ActivityThreadMain");
//...
Process.setArgV0("<pre-initialized>");
//初始化当前线程为looper
Looper.prepareMainLooper();
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}
if (false) {
Looper.myLooper().setMessageLogging(new
LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
}
// End of event ActivityThreadMain.
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
//开始运行线程中的 消息队列 -- message queue
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}主要代码是这两句：
Looper.prepareMainLooper();
Looper.loop();
这又牵涉到了Looper.java类。
接着往下看。
先把Looper类中的先关代码贴出来：
// sThreadLocal.get() will return null unless you've called prepare().
static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
private static Looper sMainLooper; // guarded by Looper.class
final MessageQueue mQueue;
final Thread mThread; //系统调用此方法，初始化当前线程为looper，作为一个应用程序的主looper。
public static void prepareMainLooper() {
prepare(false);
synchronized (Looper.class) {
if (sMainLooper != null) {
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
}
sMainLooper = myLooper();
}
} private static void prepare(boolean quitAllowed) {
if (sThreadLocal.get() != null) {//一个线程只允许存在一个looper对象。
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
} //Looper构造函数 -- 私有化
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
//返回绑定到当前线程上的Looper对象
public static @Nullable Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}通过以上代码，我们可以看出：
Looper类中维护一个消息队列和一个ThreadLocal类型的对象。
Looper的构造函数是private类型，私有化的。 所以只能通过 prepare(boolean) 方法来进行初始化。
在Looper的构造函数中对MessageQueue进行了初始化。
- 一个线程只允许存在一个looper对象。否则会出现运行时异常。
当ActivityThread.main方法准备好Looper之后,此时队列就和线程关联了起来。，然后调用了Looper的loop()方法。
final MessageQueue mQueue;
final Looper mLooper;
final Callback mCallback; public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {//如果me是null，则表示没有调用prepare()方法。
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;// 1. 获取消息队列
// ...
for (;;) { // 2. 死循环--消息循环
Message msg = queue.next(); // 3. 获取消息 (从消息队列中阻塞式的取出Message)
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
// ...
// Message对象内部有一个Handler对象target。故，实际上调用的handler的dispatchMessage
// 故，实际上调用的handler的dispatchMessage(msg)方法进行分发。
msg.target.dispatchMessage(msg); // 4. 分发处理消息
if (logging != null) {
logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
}
// ...
msg.recycleUnchecked();// 5. 回收消息
}loop方法实际上建立了一个死循环，一直从消息队列中读取消息，然后调用Message的target对象，实际上就是Handler对象的 dispatchMessage(msg) 方法进行处理。
（上面提到了，target实际上是Handler类型的对象）
接着来看Handler.dispatchMessage(msg)
/**
* Handle system messages here.
*/
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {// 当message对象中Runnable类型的callback不为空时
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg); // 调用重写的方法
}
}当我们使用Handler.postxx()之类的方法时，会传入一个Runnable对象，这种情况下，“创建”的Message的callback变量不是null，dispatchMessage方法里面调用 handleCallback(msg) ，然后就调用了run()方法;
// 调用runnable类型的run()方法
private static void handleCallback(Message message) {
message.callback.run();
}如果不是采用Handler.postxxx()之类的方法，也即callback变量为null，dispatchMessage方法里面调用handlerMessage(msg);
// 实现该接口时，重写该方法。
public interface Callback {
public boolean handleMessage(Message msg);
}
/**
* 使用Handler的时候，会重写该方法。
*/
public void handleMessage(Message msg) {
}
综上：
通过dispatchMessage(msg)方法的分发处理，就可以将事件在主线程中处理。
Handler的构造函数
上面提到，handler的7+5个方法都是调用的 MessageQueue.enqueueMessage() 方法把消息添加到消息队列中去。
实际上消息队列就是在Handler的构造函数中 获取 的。
看看它的构造方法：
/**
* 无参构造函数
*/
public Handler() {
this(null, false);
}
/**
* Callback就是那个接口
*/
public Handler(Callback callback) {
this(callback, false);
}
/**
* 通过looper对象构造
*/
public Handler(Looper looper) {
this(looper, null, false);
}
public Handler(Looper looper, Callback callback) {
this(looper, callback, false);
}
public Handler(boolean async) {
this(null, async);
}
/**
* 进行一些初始化操作
* 可以看出当使用无参的Handler的时候，mCallback对象是null。
*/
public Handler(Callback callback, boolean async) {
// ...
mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
mQueue = mLooper.mQueue;// 获取Looper中保存的消息队列
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}
/**
* 指定Looper对象的构造函数很简单
*/
public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async) {
mLooper = looper;
mQueue = looper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}我们最常用的就是无参的构造。
无参构造又调用了 public Handler(Callback callback, boolean async) 这个方法。
该方法内部调用了Looper类的 myLooper() 方法。
然后又从looper中取出messagequeue为Handler里的mQueue 赋值。
综上，当调用Handler的send或者post相关方法时，把消息添加进的消息队列是从Looper对象中获取的。而Looper的消息队列是new出来的，是在ActivityThread.main()中调用Looper.prepareMainLooper()，然后调用Looper.prepare(boolean)方法，在这个方法里面new了一个Looper对象，而Looper的私有构造函数中正好创建了一个消息队列。
此时，【消息产生->添加到消息队列->处理消息】 这个流程就走通了。
Message.obtain()
回过头来看getPostMessage()的两个重载方法，内部调用了 Message.obtain() 方法。
该方法用来获取一个Message对象，而不是直接new一个Message。
// Message采用链式存储结构，内部存储指向下一个message的“指针”
Message next;
private static final Object sPoolSync = new Object(); //
private static Message sPool; //
private static int sPoolSize = 0; //消息池大小
/**
* 直接从message池中返回一个对象，在多数情况下，都不需要重新new一个对象，
* 从而节省了开销。
*/
public static Message obtain() {
synchronized (sPoolSync) {
if (sPool != null) {
Message m = sPool;
sPool = m.next;
m.next = null;
m.flags = 0; // clear in-use flag
sPoolSize--;
return m;
}
}
return new Message();
}看到这段代码，就发现一个“池”的概念。原来android使用了类似于“线程缓冲池”之类的“消息池”，用来保存一些处理完毕不用的Message对象，以便于下次使用时可以直接从池中获取，而不是直接创建一个新的message，从而节省了内存开销。当池中没有时，才回去new一个新的Message返回。
那既然有从池中获取的方法，当然也要有将对象放入池中的方法。
在Message类中有 recycler() 和 recyclerUnchecked() 两个方法。
/**
* 将message对象回收
*/
public void recycle() {
if (isInUse()) { //是否还在使用
if (gCheckRecycle) {
throw new IllegalStateException("This message cannot be recycled because it "
+ "is still in use.");
}
return;
}
recycleUnchecked();
}
/**
* 重置状态，将消息放到消息池中
*/
void recycleUnchecked() {
// Mark the message as in use while it remains in the recycled object pool.
// Clear out all other details.
flags = FLAG_IN_USE;
what = 0;
arg1 = 0;
arg2 = 0;
obj = null;
replyTo = null;
sendingUid = -1;
when = 0;
target = null;
callback = null;
data = null;
synchronized (sPoolSync) {
if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) {
next = sPool;
sPool = this;
sPoolSize++;
}
}
}
Message类内部维护一个链表来存储被回收的Message对象，recycler()方法会把不使用的Message对象添加此链表中。当调用handler的post系列方法时，会去构建一个message，这个message会优先从消息池中获取，如果有就复用，没有就重新创建。
总结
程序启动的时候，主线程会创建一个Looper对象。Looper对象内部维护一个MessageQueue，然后调用loop()方法循环去读取消息。
初始化Handler的时候，在Handler的构造函数内部，会获取当前线程的Looper对象，进而获取MessageQueue对象。由此可见，想要操作UI的Handler必须在主线程中创建。否则会提示你：【”Can’t create handler inside thread that has not called Looper.prepare()”】
调用Handler的先关方法时，会获取Message对象，将消息对象的target指向当前handler对象，然后放到消息队列中。
loop()工作中，会从消息队列中获取一个个的消息，调用handle的dispatchMessage(msg)分发处理。
Message内部维护一个消息池，用来回收缓存message对象。
Looper相当于一个发动机，MessageQueue相当于流水线，Message相当于一个个的物品，而Handler就相当于工人。
以上是关于Android消息循环机制的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章