Android消息处理机制(Handler、Looper、MessageQueue与Message) ，这一篇文章就够了
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微信搜索【程序员小安】关注还在移动开发领域苟活的大龄程序员，“面试系列”文章将在公众号同步发布。 1.前言
上篇文章介绍了几种hanlder创建方式，其实这种使用方式大家都知道，但是为什么可以这么做，可能很多人不知道，至少不清楚，网上很多文章也是到处粘贴，听别说handler把Message发送到MessageQueue里面去，Looper通过死循环，不断从MessageQueue里面获取Message处理消息，因为Mesage.target就是当前hanlder，所以最后转到handleMessage（）方法中去处理，整个流程是这样。其实大概都是对的，之前面试的时候，我也都是这么说，也没有面试官深入问过，这次正好有时间深入源码系统学习下，毕竟还是要知其所以然。
2.使用方法
package com.example.test.myapplication;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.widget.Toast;
public class MainActivity extends Activity {
private Handler handler1 = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
if (msg.arg1 == 1) {
Toast.makeText(MainActivity.this, "hanlder1", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
super.handleMessage(msg);
}
};
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Message message = handler1.obtainMessage();
message.arg1 = 1;
handler1.sendMessage(message);
}
}).start();
}
}
这种用法是大家最常用的，下面我们就用这个来作为切入点。
3.源码讲解
1）Looper，MessageQueue创建 应用启动的时候会先调用ActivityThread的main方法，main方法会调用Looper.prepareMainLooper();创建Looper对象，Looper对象的构造方法中会创建MessageQueue对象，源码如下所示：
public static void main(String[] args) {
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "ActivityThreadMain");
SamplingProfilerIntegration.start();
// CloseGuard defaults to true and can be quite spammy. We
// disable it here, but selectively enable it later (via
// StrictMode) on debug builds, but using DropBox, not logs.
CloseGuard.setEnabled(false);
Environment.initForCurrentUser();
// Set the reporter for event logging in libcore
EventLogger.setReporter(new EventLoggingReporter());
AndroidKeyStoreProvider.install();
// Make sure TrustedCertificateStore looks in the right place for CA certificates
final File configDir = Environment.getUserConfigDirectory(UserHandle.myUserId());
TrustedCertificateStore.setDefaultUserDirectory(configDir);
Process.setArgV0("<pre-initialized>");
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);
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}
在第23行可以看到Looper.prepareMainLooper();方法，此方法其实就是UI线程默认为应用创建Looper对象，我们继续看下prepareMainLooper（）方法的源码：
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) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}
这里通过调用调用prepare（）方法，创建了Looper对象，而且sThreadLocal如果没有Looper，则新建Looper进去，如果存在，则抛出异常，而且从判空可以看出一个线程最多只能创建一个Looper对象，验证了很多人说的一个线程一个Looper对象的说法。 上面提到在Looper的构造方法中，会创建MessageQueue对象，我们看一下Looper构造方法：
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
没有错，Looper创建的同时会创建MessageQueue，所以很多人说一个Looper对应一个MessageQueue就是从这里来的。Looper跟MessageQueue都创建好了，接下来看如何发送Message消息。
2）handler.sendMessage(message)发送消息到什么地方，内部怎么处理 要想知道发送到哪里，怎么处理，只有一条路，跟到源码中去看：
public final boolean sendMessage(Message msg)
{
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
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);
}
前面两个方法就不看了，直接看sendMessageAtTime（）方法，sendMessageAtTime（）方法中传入两个参数，msg就是我们handler.sendMessage(message)发送的Message对象，而uptimeMillis参数则表示发送消息的时间，它的值等于自系统开机到当前时间的毫秒数再加上延迟时间，如果你调用的不是sendMessageDelayed()方法，则延迟时间就为0。方法最后调用了enqueueMessage()。
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
上面方法中，会调用queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis)，queue其实就是Looper构造函数中初始化的MessageQueue对象，可以看到，handler把消息发送到MessageQueue中了。
3）MessageQueue对象 接下来我们看queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);的源码：
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
if (msg.target == null) {
throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
}
if (msg.isInUse()) {
throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
}
synchronized (this) {
if (mQuitting) {
IllegalStateException e = new IllegalStateException(
msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
msg.recycle();
return false;
}
msg.markInUse();
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
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 {
// Inserted within the middle of the queue. Usually we don't have to wake
// up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
// and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
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;
}
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);
}
}
return true;
}
这段代码有点意思，其实就是入队操作，之前一直以为MessageQueue里面有个列表，Message依次保存在里面，其实并不是。MessageQueue借助Message对象（next）成员变量，实现单向链表，并且用一个mMessages对象表示当前待处理的消息。 我们来分析一下上面代码，第二十行，首先Message p = mMessages;把当前待处理的message赋值给p，接下来是一个很长的判断if (p == null || when == 0 || when < p.when)，根据判断可以得知，有以下两种情况会执行if里面的语句：1.应用首次调用sendMessage时，当前待处理的消息为null，则p为空，则会执行；2.当前传入msg的when小于当前待处理msg的when，及当前传入的消息要先于当前待处理mMessages得到处理，所以传入的msg赋值为mMessages，而下一个待处理消息才为原先的待处理消息。
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
// New head, wake up the event queue if blocked.
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
}
当执行过多个sendMessage方法时并且消息的时间（when）比当前待处理的消息的时间（when）大，这个时候就会移动链表，根据时间先后，插入到合适的位置，调用如下代码：
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;
不停的循环，根据when，及发送时间来先后排序，先发送的排在最前面，用message.next来指定下一个Message对象，这样MessageQueue通过时间把多个Message组成一个单向链表。
4）Looper对象，取当前待处理Message。 有进就有出，如何从MessageQueue中获取当前Message进行处理呢，这就要看Looper.loop（）方法了。这里可以明白为什么子线程中初始化Handler最后为什么要显示调用Looper.loop（）方法了吧，其实相当于启动获取Message方法的循环，主线程中会默认调用。
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;
// Make sure the identity of this thread is that of the local process,
// and keep track of what that identity token actually is.
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
// This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
Printer logging = me.mLogging;
if (logging != null) {
logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
msg.callback + ": " + msg.what);
}
msg.target.dispatchMessage(msg);
if (logging != null) {
logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
}
// Make sure that during the course of dispatching the
// identity of the thread wasn't corrupted.
final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
if (ident != newIdent) {
Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"
+ Long.toHexString(ident) + " to 0x"
+ Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
+ msg.target.getClass().getName() + " "
+ msg.callback + " what=" + msg.what);
}
msg.recycleUnchecked();
}
}
可以看到，第13行依然是一个死循环，不断执行的queue.next()方法，next()方法其实就是做消息出队列操作。获取当前待处理的mMessages对象，然后让下一条消息成为mMessages，其实跟链表操作一样，没有难度。loop()方法的第27行，Message获取到后，则调用msg.target.dispatchMessage(msg)方法，msg是Message对象，target是什么呢？看下Message源码，target其实是发送该Message的Handler对象。 调用Message message = handler1.obtainMessage();的时候，会进行赋值：
public static Message obtain(Handler h) {
Message m = obtain();
m.target = h;
return m;
}
接下来当然就要看一看Handler中dispatchMessage()方法的源码了，如下所示：
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
一般情况下，按照我们上面的调用方式，msg.callback，mCallback 都为空，则会直接调用handleMessage（msg）方法，这样终于转到我们的handleMessage方法中来了，在里面去做更新UI的操作。当然有人会问，什么时候msg.callback，mCallback不为空呢？ msg.callback不为空，其实只要看看源码里面，哪些方法可以赋值就可以了：
public static Message obtain(Handler h, Runnable callback) {
Message m = obtain();
m.target = h;
m.callback = callback;
return m;
}
下面是我的调用方法：
package com.example.test.myapplication;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
public class MainActivity extends Activity {
private Handler handler1 = new Handler();
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Message message = Message.obtain(handler1, new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("handler2 Thread========="+Thread.currentThread().getName());
}
});
message.arg1 = 1;
handler1.sendMessage(message);
}
}).start();
}
}
从打印信息可以看到，run方法里面其实也是主线程，这种方式其实很多，下面一一介绍。
4.其他：
上面这个callback的调用方式大家有没有很熟悉呢，其实有几种是大家平时经常使用的：
1.Handler的post()方法 2.View的post()方法 3.Activity的runOnUiThread()方法 这些都可以在子线程中转到主线程，从而去更新UI，至于为什么可以呢，相信很多人不知道。 1）Handler的post()源码
public final boolean post(Runnable r)
{
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
万变不离其宗，其实还是调用sendMessageDelayed方法，而且Runnable还被封装成了Message，后面入链表，出链表过程跟前面讲的都一样。
private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();
m.callback = r;
return m;
}
只是最后的时候，msg.callback != null，他会调用handleCallback(msg);
private static void handleCallback(Message message) {
message.callback.run();
}
这样，run方法被调用，是不是很简单。
2）View的post()源码 View类中，post方法：
public boolean post(Runnable action) {
final AttachInfo attachInfo = mAttachInfo;
if (attachInfo != null) {
return attachInfo.mHandler.post(action);
}
// Assume that post will succeed later
ViewRootImpl.getRunQueue().post(action);
return true;
}
竟然还是mHandler.post(action)，原理同上了。
3）Activity的runOnUiThread()源码
public final void runOnUiThread(Runnable action) {
if (Thread.currentThread() != mUiThread) {
mHandler.post(action);
} else {
action.run();
}
}
如果当前的线程不等于UI线程，仍然执行mHandler.post(action)方法，如果就在主线程，当然直接接口回调，调用run方法就可以了。
5.总结：
所以不管何种子线程转到主线程去刷新UI，背后原理其实都是一样的，搞清楚了一个，都清楚了。希望看到这篇文章后，面试官再问子线程更新主线程的问题的时候，你可以是下面的表情：
微信搜索【程序员小安】“面试系列（java&andriod）”文章将在公众号同步发布。
转载自:https://juejin.cn/post/7046945567469109255