深入理解Android非同步訊息處理機制

yifanwu發表於2021-09-09
Android非同步

一、概述

Android 中的非同步訊息處理主要分為四個部分組成，Message、Hndler、MessageQueue 和 Looper。其關係如下圖所示：

1. Message 是執行緒之間傳遞的訊息，它可以在內部攜帶少量資訊，用於在不同執行緒之間交換資料。

2. MessageQueue 是訊息佇列，它主要用於存放所有由 Handler 傳送過來的訊息，這部分訊息會一直在訊息佇列中，等待被處理。每個執行緒中只會有一個 MessageQueue 物件。

3. Handler 是處理者，它主要用於傳送和處理訊息。 傳送訊息一般使用 handler  的 sendMessage（）方法，處理訊息會呼叫 handleMessage() 方法。

4. Looper 是每個執行緒中 MessageQueue 的管家， 呼叫 loop（） 方法後，就會進入到一個無限迴圈當中，然後每當發現 MessageQueue 中存在一條訊息，就會將其取出，並傳遞到 handleMessage（）方法當中。每個執行緒中也只會有一個Looper物件。

二、詳細介紹

1、Looper

對於Looper主要是prepare()和loop()兩個方法。

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

sThreadLocal是一個ThreadLocal物件，可以在一個執行緒中儲存變數。Looper 就是儲存在sThreadLocal裡面。這個方法被呼叫後，首先會判斷當前執行緒裡面有沒有 Looper物件，如果沒有就會建立一個  Looper 物件，如果存在則會丟擲異常。可見，prepare（）方法，不能被呼叫兩次。這就保證了一個執行緒只有一個Looper物件。

接下來我們看一下Looper的建構函式：

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

在 Looper 的建構函式中，建立了 MessageQueue 物件，這也保證了一個執行緒只有一個 MessageQueue 物件。

然後我們看看 loop（） 方法：

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.recycle();
        }
}

這個方法先呼叫 myLooper() 方法，得到 sThreadLocal 中儲存的 Looper 物件，並得到 looper 物件對應的 MessageQueue 物件，然後就進入無限迴圈。

該迴圈主要包括：取出一條訊息，如果沒有訊息則阻塞； 呼叫  msg.target.dispatchMessage(msg);把訊息交給msg的target的dispatchMessage方法去處理。

Looper主要作用：

1、 與當前執行緒繫結，保證一個執行緒只會有一個Looper例項，同時一個Looper例項也只有一個MessageQueue。
2、 loop()方法，不斷從MessageQueue中去取訊息，交給訊息的target屬性的dispatchMessage去處理。

2、Handler

在使用Handler之前，我們都是初始化一個例項，比如用於更新UI執行緒，我們會在宣告的時候直接初始化，或者在onCreate中初始化Handler例項。

private Handler mHandler = new Handler()
    {
        public void handleMessage(android.os.Message msg)
        {
            switch (msg.what)
            {
            case value:

                break;

            default:
                break;
            }
        };
    };

三、小結

1、首先Looper.prepare()在本執行緒中儲存一個Looper例項，然後該例項中儲存一個MessageQueue物件；因為Looper.prepare()在一個執行緒中只能呼叫一次，所以MessageQueue在一個執行緒中只會存在一個。大家可能還會問，那麼在Activity中，我們並沒有顯示的呼叫Looper.prepare()和Looper.loop()方法，為啥Handler可以成功建立呢，這是因為在Activity的啟動程式碼中，已經在當前UI執行緒呼叫了Looper.prepare()和Looper.loop()方法

2、Looper.loop()會讓當前執行緒進入一個無限迴圈，不端從MessageQueue的例項中讀取訊息，然後回撥msg.target.dispatchMessage(msg)方法。

3、Handler的構造方法，會首先得到當前執行緒中儲存的Looper例項，並與Looper例項中的MessageQueue相關聯。

4、Handler的sendMessage方法，會給msg的target賦值為handler自身，然後加入MessageQueue中。

5、在構造Handler例項時，我們會重寫handleMessage方法，也就是msg.target.dispatchMessage(msg)最終呼叫的方法。

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