Android消息機制
在Android中，線程內部或者線程之間進行信息交互時經常會使用消息，這些基礎的東西如果我們熟悉其內部的原理，將會使我們容易、更好地架構系統，避免一些低級的錯誤。在學習Android中消息機制之前，我們先了解與消息有關的幾個類：
1.Message
消息對象，顧名思義就是記錄消息信息的類。這個類有幾個比較重要的字段：
a.arg1和arg2：我們可以使用兩個字段用來存放我們需要傳遞的整型值，在Service中，我們可以用來存放Service的ID。
b.obj：該字段是Object類型，我們可以讓該字段傳遞某個多項到消息的接受者中。
c.what：這個字段可以說是消息的標志，在消息處理中，我們可以根據這個字段的不同的值進行不同的處理，類似于我們在處理Button事件時，通過switch(v.getId())判斷是點擊了哪個按鈕。
在使用Message時，我們可以通過new Message()創建一個Message實例，但是Android更推薦我們通過Message.obtain()或者Handler.obtainMessage()獲取Message對象。這并不一定是直接創建一個新的實例，而是先從消息池中看有沒有可用的Message實例，存在則直接取出并返回這個實例。反之如果消息池中沒有可用的Message實例，則根據給定的參數new一個新Message對象。通過分析源碼可得知，Android系統默認情況下在消息池中實例化10個Message對象。
2.MessageQueue
消息隊列，用來存放Message對象的數據結構，按照“先進先出”的原則存放消息。存放并非實際意義的保存，而是將Message對象以鏈表的方式串聯起來的。MessageQueue對象不需要我們自己創建，而是有Looper對象對其進行管理，一個線程最多只可以擁有一個MessageQueue。我們可以通過Looper.myQueue()獲取當前線程中的MessageQueue。
3.Looper
MessageQueue的管理者，在一個線程中，如果存在Looper對象，則必定存在MessageQueue對象，并且只存在一個Looper對象和一個MessageQueue對象。在Android系統中，除了主線程有默認的Looper對象，其它線程默認是沒有Looper對象。如果想讓我們新創建的線程擁有Looper對象時，我們首先應調用Looper.prepare()方法，然后再調用Looper.loop()方法。典型的用法如下：
- class LooperThread extends Thread
- {
- public Handler mHandler;
- public void run()
- {
- Looper.prepare();
- //其它需要處理的操作
- Looper.loop();
- }
- }
倘若我們的線程中存在Looper對象，則我們可以通過Looper.myLooper()獲取，此外我們還可以通過Looper.getMainLooper()獲取當前應用系統中主線程的Looper對象。在這個地方有一點需要注意，假如Looper對象位于應用程序主線程中，則Looper.myLooper()和Looper.getMainLooper()獲取的是同一個對象。
4.Handler
消息的處理者。通過Handler對象我們可以封裝Message對象，然后通過sendMessage(msg)把Message對象添加到MessageQueue中；當MessageQueue循環到該Message時，就會調用該Message對象對應的handler對象的handleMessage()方法對其進行處理。由于是在handleMessage()方法中處理消息，因此我們應該編寫一個類繼承自Handler，然后在handleMessage()處理我們需要的操作。
- /**
- *
- * @author coolszy
- * @blog http://blog.csdn.net/coolszy
- *
- */
- public class MessageService extends Service
- {
- private static final String TAG = "MessageService";
- private static final int KUKA = 0;
- private Looper looper;
- private ServiceHandler handler;
- /**
- * 由于處理消息是在Handler的handleMessage()方法中，因此我們需要自己編寫類
- * 繼承自Handler類，然后在handleMessage()中編寫我們所需要的功能代碼
- * @author coolszy
- *
- */
- private final class ServiceHandler extends Handler
- {
- public ServiceHandler(Looper looper)
- {
- super(looper);
- }
- @Override
- public void handleMessage(Message msg)
- {
- // 根據what字段判斷是哪個消息
- switch (msg.what)
- {
- case KUKA:
- //獲取msg的obj字段。我們可在此編寫我們所需要的功能代碼
- Log.i(TAG, "The obj field of msg:" + msg.obj);
- break;
- // other cases
- default:
- break;
- }
- // 如果我們Service已完成任務，則停止Service
- stopSelf(msg.arg1);
- }
- }
- @Override
- public void onCreate()
- {
- Log.i(TAG, "MessageService-->onCreate()");
- // 默認情況下Service是運行在主線程中，而服務一般又十分耗費時間，如果
- // 放在主線程中，將會影響程序與用戶的交互，因此把Service
- // 放在一個單獨的線程中執行
- HandlerThread thread = new HandlerThread("MessageDemoThread", Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
- thread.start();
- // 獲取當前線程中的looper對象
- looper = thread.getLooper();
- //創建Handler對象，把looper傳遞過來使得handler、
- //looper和messageQueue三者建立聯系
- handler = new ServiceHandler(looper);
- }
- @Override
- public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId)
- {
- Log.i(TAG, "MessageService-->onStartCommand()");
- //從消息池中獲取一個Message實例
- Message msg = handler.obtainMessage();
- // arg1保存線程的ID，在handleMessage()方法中
- // 我們可以通過stopSelf(startId)方法，停止服務
- msg.arg1 = startId;
- // msg的標志
- msg.what = KUKA;
- // 在這里我創建一個date對象，賦值給obj字段
- // 在實際中我們可以通過obj傳遞我們需要處理的對象
- Date date = new Date();
- msg.obj = date;
- // 把msg添加到MessageQueue中
- handler.sendMessage(msg);
- return START_STICKY;
- }
- @Override
- public void onDestroy()
- {
- Log.i(TAG, "MessageService-->onDestroy()");
- }
- @Override
- public IBinder onBind(Intent intent)
- {
- return null;
- }
- }
下面我們通過跟蹤代碼分析在Android中是如何處理消息。首先貼上測試代碼：
運行結果：
注：在測試代碼中我們使用了HandlerThread類，該類是Thread的子類，該類運行時將會創建looper對象，使用該類省去了我們自己編寫Thread子類并且創建Looper的麻煩。
#p#
下面我們分析下程序的運行過程：
1.onCreate()
首先啟動服務時將會調用onCreate()方法，在該方法中我們new了一個HandlerThread對象，提供了線程的名字和優先級。
緊接著我們調用了start()方法，執行該方法將會調用HandlerThread對象的run()方法：
- public void run() {
- mTid = Process.myTid();
- Looper.prepare();
- synchronized (this) {
- mLooper = Looper.myLooper();
- notifyAll();
- }
- Process.setThreadPriority(mPriority);
- onLooperPrepared();
- Looper.loop();
- mTid = -1;
- }
在run()方法中，系統給線程添加的Looper，同時調用了Looper的loop()方法：
- 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();
- }
- }
- }
通過源碼我們可以看到loop()方法是個死循環，將會不停的從MessageQueue對象中獲取Message對象，如果MessageQueue 對象中不存在Message對象，則結束本次循環，然后繼續循環；如果存在Message對象，則執行 msg.target.dispatchMessage(msg)，但是這個msg的.target字段的值是什么呢？我們先暫時停止跟蹤源碼，返回到onCreate()方法中。線程執行完start()方法后，我們可以獲取線程的Looper對象，然后new一個ServiceHandler對象，我們把Looper對象傳到ServiceHandler構造函數中將使handler、looper和messageQueue三者建立聯系。
2.onStartCommand()
執行完onStart()方法后，將執行onStartCommand()方法。首先我們從消息池中獲取一個Message實例，然后給Message對象的arg1、what、obj三個字段賦值。緊接著調用sendMessage(msg)方法，我們跟蹤源代碼，該方法將會調用sendMessageDelayed(msg, 0)方法，而sendMessageDelayed()方法又會調用sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis)方法，在該方法中我們要注意該句代碼msg.target = this，msg的target指向了this，而this就是ServiceHandler對象，因此msg的target字段指向了ServiceHandler對象，同時該方法又調用MessageQueue 的enqueueMessage(msg, uptimeMillis)方法：
- final boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
- if (msg.when != 0) {
- throw new AndroidRuntimeException(msg
- + " This message is already in use.");
- }
- if (msg.target == null && !mQuitAllowed) {
- throw new RuntimeException("Main thread not allowed to quit");
- }
- synchronized (this) {
- if (mQuiting) {
- RuntimeException e = new RuntimeException(
- msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
- Log.w("MessageQueue", e.getMessage(), e);
- return false;
- } else if (msg.target == null) {
- mQuiting = true;
- }
- msg.when = when;
- //Log.d("MessageQueue", "Enqueing: " + msg);
- Message p = mMessages;
- if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
- msg.next = p;
- mMessages = msg;
- this.notify();
- } else {
- Message prev = null;
- while (p != null && p.when <= when) {
- pprev = p;
- pp = p.next;
- }
- msg.next = prev.next;
- prev.next = msg;
- this.notify();
- }
- }
- return true;
- }
該方法主要的任務就是把Message對象的添加到MessageQueue中（數據結構最基礎的東西，自己畫圖理解下）。
handler.sendMessage()-->handler.sendMessageDelayed()-->handler.sendMessageAtTime()-->msg.target = this;queue.enqueueMessage==>把msg添加到消息隊列中
3.handleMessage(msg)
onStartCommand()執行完畢后我們的Service中的方法就執行完畢了，那么handleMessage()是怎么調用的呢？在前面分析的loop()方法中，我們當時不知道msg的target字段代碼什么，通過上面分析現在我們知道它代表ServiceHandler對象，msg.target.dispatchMessage(msg);則表示執行ServiceHandler對象中的dispatchMessage()方法
- public void dispatchMessage(Message msg) {
- if (msg.callback != null) {
- handleCallback(msg);
- } else {
- if (mCallback != null) {
- if (mCallback.handleMessage(msg)) {
- return;
- }
- }
- handleMessage(msg);
- }
- }
該方法首先判斷callback是否為空，我們跟蹤的過程中未見給其賦值，因此callback字段為空，所以最終將會執行handleMessage()方法，也就是我們ServiceHandler類中復寫的方法。在該方法將根據what字段的值判斷執行哪段代碼。
至此，我們看到，一個Message經由Handler的發送，MessageQueue的入隊，Looper的抽取，又再一次地回到Handler的懷抱中。而繞的這一圈，也正好幫助我們將同步操作變成了異步操作。
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