简述android线程间消息处理机制（Looper、Handler和Message）

 

作用：Android的线程间消息处理机制主要是用来处理主线程（UI线程）跟工作线程（自己创建的线程）间通信的，如：通过工作线程刷新界面，或者在工作线程中创建一个dialog或者Toast等。

工作线程：在android应用程序中，我们创建的Activity、Service、Broadcast等都是在主线程（UI线程）处理的，但一些比较耗时的操作，如I/O读写的大文件读写，数据库操作以及网络下载需要很长时间，为了不阻塞用户界面，出现ANR的响应提示窗口，这个时候我们可以考虑创建一个工作线程（继承Thread类或者实现Runnable接口）来解决。

使用工作线程容易出现的问题：对于Android平台来说UI控件都没有设计成为线程安全类型，所以需要引入一些同步的机制来使其刷新，否则使用工作线程更新UI会出现异常。

 

Looper：

针对以上问题，android采用消息循环机制来处理线程间的通信，Android消息循环是针对线程的（每个线程都可以有自己的消息队列和消息循环），Android系统中Looper负责管理线程的消息队列和消息循环， 可以通过Loop.myLooper()得到当前线程的Looper对象，通过Loop.getMainLooper()可以获得当前进程的主线程的 Looper对象。Looper对象是什么呢？其实Android中每一个Thread都对应一个Looper，Looper可以帮助Thread维护一个消息队列，负责在多线程之间传递消息的一个循环器。一个线程可以存在（当然也可以不存在）一个消息队列和一个消息循环（Looper），但是创建的工作线程默认是没有消息循环和消息队列的，如果想让该线程具有消息队列和消息循环，需要在线程中首先调用Looper.prepare()来创建消息队列，然后调用Looper.loop()进入消息循环。如下例所示：class LooperThread extends Thread {

public Handler mHandler;
public void run() {
Looper.prepare();
mHandler =newHandler() {
public void handleMessage(Message msg) {
// process incoming messages here
}
};
Looper.loop();
}
}

 

 

Looper.prepare()：Looper对象的创建是通过prepare函数，而且每一个Looper对象会和一个线程关联，具体操作请见源码：

 

 

public static final void prepare() {     
     if (sThreadLocal.get() != null) {     
         throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");     
     }     
     sThreadLocal.set(new Looper());     
}   

 

 

Looper对象创建时会创建一个MessageQueue（消息队列），主线程默认会创建一个Looper从而有MessageQueue，其他线程默认是没有 MessageQueue的，不能接收Message（消息），如果需要接收Message则需要通过prepare函数创建一个MessageQueue。具体操作请见源码。

 

 

private Looper() {     
      mQueue = new MessageQueue();     
      mRun = true;     
     mThread = Thread.currentThread();     
  }     

 

 

Looper.loop()：Loop函数从MessageQueue中从前往后取出Message，然后通过Handler的dispatchMessage函数进行消息的处理（可见消息的处理是Handler负责的），消息处理完了以后通过Message对象的recycle函数放到Message Pool中，以便下次使用，通过Pool的处理提供了一定的内存管理从而加速消息对象的获取。至于需要定时处理的消息如何做到定时处理，请见 MessageQueue的next函数，它在取Message来进行处理时通过判断MessageQueue里面的Message是否符合时间要求来决定是否需要把Message取出来做处理，通过这种方式做到消息的定时处理。具体操作请见源码：

 

 

public static final void loop() {     
    Looper me = myLooper();     
     MessageQueue queue = me.mQueue;     
     while (true) {     
        Message msg = queue.next(); // might block     
     //if (!me.mRun) {     
         //    break;     
          //}     
            if (msg != null) {     
               if (msg.target == null) {     
                   // No target is a magic identifier for the quit message     
                  return;     
               }     
               if (me.mLogging!= null)      
                   me.mLogging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " "+ msg.callback + ": " + msg.what);     
               msg.target.dispatchMessage(msg);     
              if (me.mLogging!= null)      
                   me.mLogging.println("<<<<< Finished to" + msg.target + " "+ msg.callback);     
              msg.recycle();     
          }     
      }     
  }  

 

看next()函数

 

    final Message next() {
        boolean tryIdle = true;

        while (true) {
            long now;
            Object[] idlers = null;
    
            // Try to retrieve the next message, returning if found.
            synchronized (this) {
                // is counted in milliseconds since the system was booted,not counting time spent in deep sleep.
                now = SystemClock.uptimeMillis();
                
                Message msg = pullNextLocked(now);
                if (msg != null) return msg;
                if (tryIdle && mIdleHandlers.size() > 0) {
                    idlers = mIdleHandlers.toArray();
                }
            }
    
            // There was no message so we are going to wait...  but first,
            // if there are any idle handlers let them know.
            boolean didIdle = false;
            if (idlers != null) {
                for (Object idler : idlers) {
                    boolean keep = false;
                    try {
                        didIdle = true;
                        keep = ((IdleHandler)idler).queueIdle();
                    } catch (Throwable t) {
                        Log.wtf("MessageQueue", "IdleHandler threw exception", t);
                    }

                    if (!keep) {
                        synchronized (this) {
                            mIdleHandlers.remove(idler);
                        }
                    }
                }
            }
            
            // While calling an idle handler, a new message could have been
            // delivered...  so go back and look again for a pending message.
            if (didIdle) {
                tryIdle = false;
                continue;
            }

            synchronized (this) {
                // No messages, nobody to tell about it...  time to wait!
                try {
                    if (mMessages != null) {
                        if (mMessages.when-now > 0) {
                            Binder.flushPendingCommands();
                            this.wait(mMessages.when-now);
                        }
                    } else {
                        Binder.flushPendingCommands();
                        this.wait();
                    }
                }
                catch (InterruptedException e) {
                }
            }
        }
    }

 

 

 

final Message pullNextLocked(long now) {
        Message msg = mMessages;
        if (msg != null) {
            if (now >= msg.when) {
                mMessages = msg.next;
                if (Config.LOGV) Log.v(
                    "MessageQueue", "Returning message: " + msg);
                return msg;
            }
        }

        return null;
    }

 

 

Handler：

这样你的线程就具有了消息处理机制了，在Handler中进行消息处理。Activity是一个UI线程（主线程），Android系统在启动的时候会为Activity创建一个消息队列和消息循环（Looper）。Handler的作用是把消息加入特定的消息队列中，并分发和处理该消息队列中的消息。构造Handler的时候可以指定一个Looper对象，如果不指定则利用当前线程的Looper创建。 一个Activity中可以创建多个工作线程或者其他的组件，如果这些线程或者组件把他们的消息放入Activity的主线程消息队列，那么该消息就会在主线程中处理了。因为主线程一般负责界面的更新操作，所以这种方式可以很好的实现Android界面更新。那么另外一个线程怎样把消息放入主线程的消息队列呢？是通过Handle对象，只要Handler对象以主线程的Looper创建，那么调用 Handler的sendMessage，将会把消息放入主线程的消息队列。并且将会在主线程中调用该handler 的handleMessage方法来处理消息。

 

Message：

获取消息：直接通过Message的obtain方法获取一个Message对象或者直接new一个Message对象。源码如下

public final Message obtainMessage(int what, int arg1, int arg2, Object obj){     

     return Message.obtain(this, what, arg1, arg2, obj);     

 }    

 

Message.obtain函数：从Message Pool中取出一个Message，如果Message Pool中已经没有Message可取则新建一个Message返回。

Message Pool：大小为10个 。

清理Message是Looper里面的loop函数指把处理过的Message放到Message的Pool里面去，如果里面已经超过最大值10个，则丢弃这个Message对象。

发送消息：通过MessageQueue的enqueueMessage把Message对象放到MessageQueue的接收消息队列中，源码如下：

 

public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis){     
       boolean sent = false;     
       MessageQueue queue = mQueue;     
       if (queue != null) {     
           msg.target = this;     
        sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);     
        } else {     
            RuntimeException e = new RuntimeException(this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");     
            Log.w("Looper", e.getMessage(), e);     
       }     
       return sent;     
 }     

 

 

线程如何处理MessageQueue中接收的消息：在Looper的loop函数中循环取出MessageQueue的接收消息队列中的消息，然后调用 Hander的dispatchMessage函数对消息进行处理，源码如下：

 

 

public void dispatchMessage(Message msg) {     
      if (msg.callback != null) {     
          handleCallback(msg);     
    } else {     
        if (mCallback != null) {     
             if (mCallback.handleMessage(msg)) {     
                 return;     
           }     
         }     
         handleMessage(msg);     
     }     
 }     

 

 

参考：

http://www.android123.com.cn/androidkaifa/422.html

http://dev.10086.cn/cmdn/wiki/index.php?edition-view-2600-1.html

http://hi.baidu.com/dragon_eros/blog/item/6eaf600cb4e22f28e824881c.html