Android Handler 消息循环机制

前言

一问起Android应用程序的入口，很多人会说是Activity中的onCreate方法，也有人说是ActivityThread中的静态main方法。因为Java虚拟机在运行的时候会自动加载指定类的静态共有main方法，因此个人更倾向于第二种说法。

public final class ActivityThread {
  ......
  public static void main(String[] args) {
      ......
      Looper.prepareMainLooper();
      ActivityThread thread = new ActivityThread();
      thread.attach(false);
      if (sMainThreadHandler == null) {
          sMainThreadHandler = thread.getHandler();
      }
      ......
      Looper.loop();
      throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
  }
}

我们注意到这段代码，先调用Looper的prepareMainLooper()方法，新建一个ActivityThread，然后再获取MainThreadHander，最后调用Looper.loop()方法，程序就一直在loop方法中循环。Looper，Handler之间有何关系？请看下文。

程序的消息循环

class test  {
	public static void main (String[] args) {
		System.out.println("hello world!");
	}
}

上述小程序就是一个任务，虚拟机启用一个线程执行完该任务后，程序就结束了。为了保证程序不立即退出，一般都会写一个循环

class test  {
	public static void main (String[] args) {
		while (hasNextMessage()) {
              msg  = getMessage() ; 
              handleMessage(msg) ;
        }
	}
}

系统不断从getMessage获取消息，再通过handleMessage来处理消息。这种基于消息的循环模型在许多的系统框架中都有实现。比如iOS系统中的RunLoop，再比如windows系统中的消息队列，windows系统会为每一个UI线程分配一个消息队列，发生输入事件后，windows将事件转换为一个”消息”发送给系统消息队列，操作系统有一个专门的线程从系统消息队列中取出消息，分发给各个UI线程的输入消息队列中。Android中的应用系统框架也不例外，也有一套自己的消息循环机制，这套机制是靠Looper、Handler、MessageQueue来共同完成的。

原理

图片来自zongpeiqing博客。Looper负责消息循环（例子中的while语句），Handler负责发送和处理消息，MessageQueue则负责管理消息（消息的增加和移除）。不管是sendMessage还是sendMessageDelay或是View.post方法，或是上面列出的没列出的发送消息的方法，最终都会包装成一条消息Message（这条消息由Handler发出），然后调用MessageQuque的enqueueMessage方法把消息放到消息队列MessageQueue中。而Looper则会不停地查看MessageQueue中是否有新消息msg，有新消息就会调用新消息msg.target.handleMessage()去处理消息，否则会一直阻塞。msg.target实际上是Handler对象。因此，Handler发送的消息，最终也是由Handler来处理。

问题

Q1: Handler是怎么在不同线程之间切换的？

public final class Looper {
		......
       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;
        ........
        for (;;) {
            Message msg = queue.next(); // might block
            if (msg == null) {
                // No message indicates that the message queue is quitting.
                return;
            }
            ......
            msg.target.dispatchMessage(msg);
            ......
            msg.recycleUnchecked();
        }
    }
}

public class Handler {
    /*
     * Set this flag to true to detect anonymous, local or member classes
     * that extend this Handler class and that are not static. These kind
     * of classes can potentially create leaks.
     */
    private static final boolean FIND_POTENTIAL_LEAKS = false;
    private static final String TAG = "Handler";
    /**
     * Callback interface you can use when instantiating a Handler to avoid
     * having to implement your own subclass of Handler.
     *
     * @param msg A {@link android.os.Message Message} object
     * @return True if no further handling is desired
     */
    public interface Callback {
        public boolean handleMessage(Message msg);
    }
    
    /**
     * Subclasses must implement this to receive messages.
     */
    public void handleMessage(Message msg) {
    }
    
    /**
     * Handle system messages here.
     */
    public void dispatchMessage(Message msg) {
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }
            handleMessage(msg);
        }
    }
 }

首先在线程1新建一个handler，在线程2 新建一条消息msg，然后在线程2调用hander.sendMessage(msg)，因为在handler的处理逻辑handleMessage()方法是放在线程1的，因此在线程2中调用了hander.sendMessage(msg)，MessagQueue调用enqueueMessage(Message msg, long when)方法插入了这条消息（注意：该方法是线程安全的，所以不同线程可以往队列插入消息而不出错），Looper发现有新消息，然后取出新消息，调用msg.target.dispatchMessage(msg)，上面已经说到,target其实是hander，这样便成功地切换到线程1的handleMessage逻辑上来了。最常见的例子就是在Activity中声明一个Handler，然后异步线程去请求网络，再通过异步线程Handler发消息更新UI。可以参考这里。

Q2: 上面的模型中，能否直接使用Handler来循环消息？

这个问题仁者见仁，智者见智，这只是一种实现消息循环的方法之一，而不是唯一方法。不是说一定要用Looper。

Q3: 需要注意的点?

使用Looper前一定要调用Looper.prepare生成线程内(TheadLocal存储)的Looper实例，然后才能调用Looper.loop()实现消息循环。下面是一个非主线程中Looper和Handler演示例子，此时整个线程是不会自动停止的，会一直阻塞，直到调用了Looper.quit()方法才会停止。（下面代码仅仅是为了演示，没有做任何事）

new Thread("example-1") {
            Handler handler = new Handler() {
                @Override
                public void handleMessage(Message msg) {
                    // 自己的处理逻辑
                    if (条件满足) {
                    	Looper.quit() ; //退出消息循环，结束线程
                    }
                }
            } ;
            @Override
            public void run() {
                Looper.prepare();
                // do something....
                Message msg = Message.obtain();
                msg.what = ...
                msg.obj = ...
                .......
                handler.sendMessage(msg);
                Looper.loop();
            }
        }.start() ;

Q4 为何ActivityThread中的Looper.loop()没有阻塞主线程？

TODO

参考

《Android开发艺术探索》