Android 消息处理机制

主要组成handler, Looper, MessageQueue;

Loope的创建

主进程中的创建过程,在ActivityThread main函数中调用Looper.prepareMainLooper() --->调用Looper的prepare()方法,新建一个looper,并把它保存在ThreadLocal当中。代码如下:

ActivityThread.java

Looper.java

Threadlocal 根据当前线程保存looper对象,包装多个looper直接互不影响。

Looper 的构造中有两个对象,

mQueue = new MessageQueue(quitAllowed); // 循环的消息队列

mThread = Thread.currentThread(); // looper所在的线程。

创建完成后,调用looper的loop()方法,启动循环遍历消息队列mQueue 中的Message;

Looper.loop()

首先,如果消息队列中没有消息,会退出loop,这个是为什么?因为在主线程中,肯定不允许退出,但是在子线程中,线程如果执行完以后,是不是得结束消息队列,要不线程一直空跑。

其次,Looper中定义了Printer 类型的logging 对象,如果用户设置了setMessageLogging(),系统会回调 消息处理的细节,msg的target ,callBack ,what 都可以看到。用户如果设置了traceTag,并且traceTag功能打开,消息处理时回保存trace文件。

然后读取mQueue中的next Message对象,调用msg.target.dispatchMessage(msg),打印日志后,调用msg.recycleUnchecked().loop方法结束。

这是looper的主要功能,就是不断遍历mMessageQueue中的msg,调用其中调用msg.target.dispatchMessage(msg)。

MessageQueue 

我们看到Looper不断的从messagequeue中读取message,messagequeue中的message如何管理的呢?

可以看到Messagequeue中的mMessages是一个Message对象,并不是我们猜想的LinkList等其他数据类型。而是一个链表。设计模式中典型的组元模式。

在looper类中的loop()方法中不断调用messgequeue的next(),我们看看具体实现:

next方法中又是一个无线循环。


这段代码主要是message的读取流程,首先,如果头节点的message.target == null,查找下一个,知道找到整个链表中targe不为空的message,并记录了该message的前一个节点。如果当前时间小于message.when(message delay的时间),说明未到执行时间。只是记录一下唤醒时间所需要的毫秒数。

// Next message is not ready. Set a timeout to wake up when it is ready.

nextPollTimeoutMillis= (int) Math.min(msg.when- now, Integer.MAX_VALUE);

如果message到执行时间了,将mPreMsg的next 指向当前message的next,前message的next = null,这样当前的message对象就冲链表中移除,标记一下当前messg正在使用,将message返回给looper去执行。

正常情况下,会一直阻塞在message.next()方法中,使得发来的消息都循环处理。

如果在子线程,完成任务以后,调用looper.quit()--->looper.messagequeue.quit()。这时候mQuitting == ture;此时返回null;

looper 接收到空对象直接跳出循环,结束无限循环。

问题:

如果停的for循环,会不会导致主线程卡死?

在messagequeue的next ()方法中调用 nativePollOnce(),这是一个native 方法,具体实现在

frameworks\base\core\jni\android_os_MessageQueue.cpp 中,发现 native层有同样的Looper,MessageQueue;

在framework c++ 层,有同样的消息处理机制,具体作不研究,具体可参考: 

https://www.cnblogs.com/angeldevil/p/3340644.html 

原理是当我们调用 nativePollOnce ,如果目前消息队列为空,主线程进入阻塞状态,如果有消息产生,native层通过管道读写,产生的事件监听,唤醒主线程。

这张图是从别人那里拷贝来的,如侵犯版权请联手删除
s

Hander

looper就像一个工作引擎,而负责添加物料的就是Handler,先看Handler的构造方法:    

看到第一行代码就笑了,如果当前handler 对象是匿名类,成员变量,静态,本地类,都可能造成内存泄露。这个android 开发人员估计都知道。但是仍忍不住写一个new Handler();

mLooper = Looper.myLooper(); 获得一个looper对象,从上面Looper的源码中我们看到Looper.mylooper会获取当前线程的looper。如果是新起的线程,从Threadlocal中拿不到looper 对象,会报"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()" 的Exception, 所以需要先调用Looper.prepare()去创建一个当前线程的looper对象,并保存到ThreadLocal当中。

然后添加一个looper中messagequeue的应用。Handler中的Callback干嘛地?我们先往下看。

新建handler ,然后调用sendMessage方法,最终调用到sendMessageAtTime(),发送一条message,最终是把message加入到looper创建的mQueue中:

u

入队列的时候,mgs的target 就是Handler自己。

慢着!刚才看到Looper.loop()方法中遍历messagequeue中下一条的msg消息,然后调用msg.target.dispatchMessage()方法,msg.targe 就是handle对象,说明消息的处理都是在handler.dispatchMessge()方法中。

很简单,直接调用handleMessage方法。所以我们在handler 处理message消息。

所以原理很简单,每一个handler 对象都会在当前线程所在的looper放入消息,并将自己作为消息的target,looper 不断loop,取出消息,从消息中拿到target对象,也就是handler,调用handler.handleMessage方法处理消息。

看到这里大家就清楚了,Looper,MessageQueue,message,Handler默契的配合,完成各种UI消息处理。

不单android系统通过这种方式实现,其他UI交互系统也是使用同样的方法for(;;)来实现消息处理。

我们所有的动画,UI绘制,activity的生命周期执行流程,都依赖这套消息机制。


注意

messagequeue 中可以设置barrier,导致同步的message不被处理,除非移除barrier。

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