這篇文章寫的非常好，深入淺出，關(guān)鍵還是一位大三學(xué)生自己剖析的心得。這是我喜歡此文的原因。下面請看正文：
作為一個大三的預(yù)備程序員，我學(xué)習(xí)android的一大樂趣是可以通過源碼學(xué)習(xí)google大牛們的設(shè)計思想。android源碼中包含了大量的設(shè) 計模式，除此以外，android sdk還精心為我們設(shè)計了各種helper類，對于和我一樣渴望水平得到進(jìn)階的人來說，都太值得一讀了。這不，前幾天為了了解android的消息處理機(jī) 制，我看了Looper，Handler，Message這幾個類的源碼，結(jié)果又一次被googler的設(shè)計震撼了，特與大家分享。
android的消息處理有三個核心類：Looper,Handler和Message。其實(shí)還有一個Message Queue（消息隊(duì)列），但是MQ被封裝到Looper里面了，我們不會直接與MQ打交道，因此我沒將其作為核心類。下面一一介紹：
線程的魔法師 Looper Looper的字面意思是“循環(huán)者”，它被設(shè)計用來使一個普通線程變成Looper線程。所謂Looper線程就是循環(huán)工作的線程。在程序開發(fā)中（尤其是GUI開發(fā)中），我們經(jīng)常會需要一個線程不斷循環(huán)，一旦有新任務(wù)則執(zhí)行，執(zhí)行完繼續(xù)等待下一個任務(wù)，這就是Looper線程。使用Looper類創(chuàng)建Looper線程很簡單：
publicclass LooperThread extends Thread {
@Override
publicvoid run() {
// 將當(dāng)前線程初始化為Looper線程
Looper.prepare();
// ...其他處理，如實(shí)例化handler
// 開始循環(huán)處理消息隊(duì)列
Looper.loop();
}
}
通過上面兩行核心代碼，你的線程就升級為Looper線程了?。?！是不是很神奇？讓我們放慢鏡頭，看看這兩行代碼各自做了什么。
1)Looper.prepare()
通過上圖可以看到，現(xiàn)在你的線程中有一個Looper對象，它的內(nèi)部維護(hù)了一個消息隊(duì)列MQ。注意，一個Thread只能有一個Looper對象，為什么呢？咱們來看源碼。
publicclass Looper {
// 每個線程中的Looper對象其實(shí)是一個ThreadLocal，即線程本地存儲(TLS)對象
privatestaticfinal ThreadLocal sThreadLocal =new ThreadLocal();
// Looper內(nèi)的消息隊(duì)列
final MessageQueue mQueue;
// 當(dāng)前線程
Thread mThread;
// 。。。其他屬性
// 每個Looper對象中有它的消息隊(duì)列，和它所屬的線程
private Looper() {
mQueue =new MessageQueue();
mRun =true;
mThread = Thread.currentThread();
}
// 我們調(diào)用該方法會在調(diào)用線程的TLS中創(chuàng)建Looper對象
publicstaticfinalvoid prepare() {
if (sThreadLocal.get() !=null) {
// 試圖在有Looper的線程中再次創(chuàng)建Looper將拋出異常
thrownew RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper());
}
// 其他方法
}
通過源碼，prepare()背后的工作方式一目了然，其核心就是將looper對象定義為ThreadLocal。如果你還不清楚什么是ThreadLocal，請參考《理解ThreadLocal》。2）Looper.loop()
調(diào)用loop方法后，Looper線程就開始真正工作了，它不斷從自己的MQ中取出隊(duì)頭的消息(也叫任務(wù))執(zhí)行。其源碼分析如下：
publicstaticfinalvoid loop() {
Looper me = myLooper(); //得到當(dāng)前線程Looper
MessageQueue queue = me.mQueue; //得到當(dāng)前l(fā)ooper的MQ
// 這兩行沒看懂= = 不過不影響理解
Binder.clearCallingIdentity();
finallong ident = Binder.clearCallingIdentity();
// 開始循環(huán)
while (true) {
Message msg = queue.next(); // 取出message
if (msg !=null) {
if (msg.target ==null) {
// message沒有target為結(jié)束信號，退出循環(huán)
return;
}
// 日志。。。
if (me.mLogging!=null) me.mLogging.println(
">>>>> Dispatching to "+ msg.target +""
+ msg.callback +": "+ msg.what
);
// 非常重要！將真正的處理工作交給message的target，即后面要講的handler
msg.target.dispatchMessage(msg);
// 還是日志。。。
if (me.mLogging!=null) me.mLogging.println(
"<<<<< Finished to "+ msg.target +""
+ msg.callback);
// 下面沒看懂，同樣不影響理解
finallong newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
if (ident != newIdent) {
Log.wtf("Looper", "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);
}
// 回收message資源
msg.recycle();
}
}
}
除了prepare()和loop()方法，Looper類還提供了一些有用的方法，比如Looper.myLooper()得到當(dāng)前線程looper對象：
publicstaticfinal Looper myLooper() { // 在任意線程調(diào)用Looper.myLooper()返回的都是那個線程的looperreturn (Looper)sThreadLocal.get(); }
getThread()得到looper對象所屬線程：
public Thread getThread() { return mThread; }
quit()方法結(jié)束looper循環(huán)：
publicvoid quit() {
// 創(chuàng)建一個空的message，它的target為NULL，表示結(jié)束循環(huán)消息
Message msg = Message.obtain();
// 發(fā)出消息
mQueue.enqueueMessage(msg, 0);
}
到此為止，你應(yīng)該對Looper有了基本的了解，總結(jié)幾點(diǎn)：1.每個線程有且最多只能有一個Looper對象，它是一個ThreadLocal
2.Looper內(nèi)部有一個消息隊(duì)列，loop()方法調(diào)用后線程開始不斷從隊(duì)列中取出消息執(zhí)行
3.Looper使一個線程變成Looper線程。
那么，我們?nèi)绾瓮鵐Q上添加消息呢？下面有請Handler?。ㄕ坡晘~~）
異步處理大師 Handler 什么是handler？handler扮演了往MQ上添加消息和處理消息的角色（只處理由自己發(fā)出的消息），即通知MQ它要執(zhí)行一個任務(wù)(sendMessage)，并在loop到自己的時候執(zhí)行該任務(wù)(handleMessage)，整個過程是異步的。handler創(chuàng)建時會關(guān)聯(lián)一個looper，默認(rèn)的構(gòu)造方法將關(guān)聯(lián)當(dāng)前線程的looper，不過這也是可以set的。默認(rèn)的構(gòu)造方法：
publicclass handler {
final MessageQueue mQueue; // 關(guān)聯(lián)的MQ
final Looper mLooper; // 關(guān)聯(lián)的looper
final Callback mCallback;
// 其他屬性
public Handler() {
// 沒看懂，直接略過，，，
if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
final Class<?extends Handler> klass = getClass();
if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
(klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) ==0) {
Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: "+
klass.getCanonicalName());
}
}
// 默認(rèn)將關(guān)聯(lián)當(dāng)前線程的looper
mLooper = Looper.myLooper();
// looper不能為空，即該默認(rèn)的構(gòu)造方法只能在looper線程中使用
if (mLooper ==null) {
thrownew RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
// 重要！?。≈苯影殃P(guān)聯(lián)looper的MQ作為自己的MQ，因此它的消息將發(fā)送到關(guān)聯(lián)looper的MQ上
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback =null;
}
// 其他方法
}
下面我們就可以為之前的LooperThread類加入Handler：
publicclass LooperThread extends Thread {
private Handler handler1;
private Handler handler2;
@Override
publicvoid run() {
// 將當(dāng)前線程初始化為Looper線程
Looper.prepare();
// 實(shí)例化兩個handler
handler1 =new Handler();
handler2 =new Handler();
// 開始循環(huán)處理消息隊(duì)列
Looper.loop();
}
}
加入handler后的效果如下圖：
可以看到，一個線程可以有多個Handler，但是只能有一個Looper！
Handler發(fā)送消息
有了handler之后，我們就可以使用 post(Runnable), postAtTime(Runnable, long), postDelayed(Runnable, long), sendEmptyMessage(int), sendMessage(Message), sendMessageAtTime(Message, long)和 sendMessageDelayed(Message, long)這些方法向MQ上發(fā)送消息了。光看這些API你可能會覺得handler能發(fā)兩種消息，一種是Runnable對象，一種是message對象，這是直觀的理解，但其實(shí)post發(fā)出的Runnable對象最后都被封裝成message對象了，見源碼：
// 此方法用于向關(guān)聯(lián)的MQ上發(fā)送Runnable對象，它的run方法將在handler關(guān)聯(lián)的looper線程中執(zhí)行
publicfinalboolean post(Runnable r)
{
// 注意getPostMessage(r)將runnable封裝成message
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
privatefinal Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain(); //得到空的message
m.callback = r; //將runnable設(shè)為message的callback，
return m;
}
publicboolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)
{
boolean sent =false;
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue !=null) {
msg.target =this; // message的target必須設(shè)為該handler！
sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
else {
RuntimeException e =new RuntimeException(
this+" sendMessageAtTime() called with no mQueue");
Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
}
return sent;
}
其他方法就不羅列了，總之通過handler發(fā)出的message有如下特點(diǎn)：1.message.target為該handler對象，這確保了looper執(zhí)行到該message時能找到處理它的handler，即loop()方法中的關(guān)鍵代碼
msg.target.dispatchMessage(msg);
2.post發(fā)出的message，其callback為Runnable對象Handler處理消息
說完了消息的發(fā)送，再來看下handler如何處理消息。消息的處理是通過核心方法dispatchMessage(Message msg)與鉤子方法handleMessage(Message msg)完成的，見源碼
// 處理消息，該方法由looper調(diào)用
publicvoid dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback !=null) {
// 如果message設(shè)置了callback，即runnable消息，處理callback！
handleCallback(msg);
} else {
// 如果handler本身設(shè)置了callback，則執(zhí)行callback
if (mCallback !=null) {
/* 這種方法允許讓activity等來實(shí)現(xiàn)Handler.Callback接口，避免了自己編寫handler重寫handleMessage方法。見http://alex-yang-xiansoftware-com.iteye.com/blog/850865 */
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
// 如果message沒有callback，則調(diào)用handler的鉤子方法handleMessage
handleMessage(msg);
}
}
// 處理runnable消息
privatefinalvoid handleCallback(Message message) {
message.callback.run(); //直接調(diào)用run方法！
}
// 由子類實(shí)現(xiàn)的鉤子方法
publicvoid handleMessage(Message msg) {
}
可以看到，除了handleMessage(Message msg)和Runnable對象的run方法由開發(fā)者實(shí)現(xiàn)外（實(shí)現(xiàn)具體邏輯），handler的內(nèi)部工作機(jī)制對開發(fā)者是透明的。這正是handler API設(shè)計的精妙之處！Handler的用處
我在小標(biāo)題中將handler描述為“異步處理大師”，這歸功于Handler擁有下面兩個重要的特點(diǎn)：
1.handler可以在任意線程發(fā)送消息，這些消息會被添加到關(guān)聯(lián)的MQ上。
2.handler是在它關(guān)聯(lián)的looper線程中處理消息的。
這就解決了android最經(jīng)典的不能在其他非主線程中更新UI的問題。android的主線程也是一個looper線程(looper 在android中運(yùn)用很廣)，我們在其中創(chuàng)建的handler默認(rèn)將關(guān)聯(lián)主線程MQ。因此，利用handler的一個solution就是在 activity中創(chuàng)建handler并將其引用傳遞給worker thread，worker thread執(zhí)行完任務(wù)后使用handler發(fā)送消息通知activity更新UI。(過程如圖)
下面給出sample代碼，僅供參考：
publicclass TestDriverActivity extends Activity {
private TextView textview;
@Override
protectedvoid onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
textview = (TextView) findViewById(R.id.textview);
// 創(chuàng)建并啟動工作線程
Thread workerThread =new Thread(new SampleTask(new MyHandler()));
workerThread.start();
}
publicvoid appendText(String msg) {
textview.setText(textview.getText() +"/n"+ msg);
}
class MyHandler extends Handler {
@Override
publicvoid handleMessage(Message msg) {
String result = msg.getData().getString("message");
// 更新UI
appendText(result);
}
}
}
publicclass SampleTask implements Runnable {
privatestaticfinal String TAG = SampleTask.class.getSimpleName();
Handler handler;
public SampleTask(Handler handler) {
super();
this.handler = handler;
}
@Override
publicvoid run() {
try { // 模擬執(zhí)行某項(xiàng)任務(wù)，下載等
Thread.sleep(5000);
// 任務(wù)完成后通知activity更新UI
Message msg = prepareMessage("task completed!");
// message將被添加到主線程的MQ中
handler.sendMessage(msg);
} catch (InterruptedException e) {
Log.d(TAG, "interrupted!");
}
}
private Message prepareMessage(String str) {
Message result = handler.obtainMessage();
Bundle data =new Bundle();
data.putString("message", str);
result.setData(data);
return result;
}
}
當(dāng)然，handler能做的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不僅如此，由于它能post Runnable對象，它還能與Looper配合實(shí)現(xiàn)經(jīng)典的Pipeline Thread(流水線線程)模式。請參考此文《Android Guts: Intro to Loopers and Handlers》封裝任務(wù) Message 在整個消息處理機(jī)制中，message又叫task，封裝了任務(wù)攜帶的信息和處理該任務(wù)的handler。message的用法比較簡單，這里不做總結(jié)了。但是有這么幾點(diǎn)需要注意（待補(bǔ)充）：
1.盡管Message有public的默認(rèn)構(gòu)造方法，但是你應(yīng)該通過Message.obtain()來從消息池中獲得空消息對象，以節(jié)省資源。
2.如果你的message只需要攜帶簡單的int信息，請優(yōu)先使用Message.arg1和Message.arg2來傳遞信息，這比用Bundle更省內(nèi)存
3.擅用message.what來標(biāo)識信息，以便用不同方式處理message。
