Android 的 Handler 機制實現原理分析

handler在安卓開發中是必須掌握的技術，但是很多人都是停留在使用階段。使用起來很簡單，就兩個步驟，在主執行緒重寫handler的handleMessage( )方法，在工作執行緒傳送訊息。但是，有沒有人想過這種技術是怎麼實現的呢？下面我們一起探討下。

先上圖，讓大家好理解下handler機制：

handler機制示例圖

上面一共出現了幾種類，ActivityThread，Handler，MessageQueue，Looper，msg（Message）,對這些類作簡要介紹：

ActivityThread：程式的啟動入口，為什麼要介紹這個類，是因為該類就是我們說的主執行緒，它對Looper進行操作的。

Handler：字面意思是操控者，該類有比較重要的地方，就是通過handler來傳送訊息（sendMessage）到MessageQueue和 操作控制元件的更新（handleMessage）。handler下面持有這MessageQueue和Looper的物件。

MessageQueue：字面意思是訊息佇列，就是封裝Message類。對Message進行插入和取出操作。

Message：這個類是封裝訊息體並被髮送到MessageQueue中的，給類是通過連結串列實現的，其好處方便MessageQueue的插入和取出操作。還有一些欄位是（int what，Object obj，int arg1，int arg2）。what是使用者定義的訊息和程式碼，以便接收者（handler）知道這個是關於什麼的。obj是用來傳輸任意物件的，arg1和arg2是用來傳遞一些簡單的整數型別的。

下面，我們按照啟動順序來進行原始碼分析：

從上面可以看出，ActivityThread類是用來啟動Android的，其原始碼為：

ActivityThread類：

接下來，我們看到Looper類了，我們進去看看裡面的原始碼實現：

首先，我們看看裡面有哪些欄位：

 Looper的內部屬性

然後我們迫不及待地要想去看看prepareMainLooper方法，到底幹了什麼

Looper.prepareMainLooper()方法

這裡我們可以看到，prepareMainLooper是為了設定一個持有訊息佇列和訊息序列器的Looper進去ThreadLocal。接下來我們看看loop方法吧：

Looper.loop()方法

我們可以看到loop方法中，會取出內部的訊息序列器，並且迭代裡面的訊息，根據訊息的target分發訊息（到handleMessage方法中）。如果你有疑問，你應該是不清楚Looper的MessageQueue為什麼會有Message。那麼我們就馬上去看，到底是哪裡新增訊息的。話說，到了這裡我也好像沒有分析到和我們handler相關的操作吧。因為你和我都知道handler的作用是sendMessage和handleMessage，所以我們知道，Looper中的訊息序列器的訊息體，肯定是從sendMessage中新增進去的。不墨跡,我們馬上進入Handler的原始碼分析。

首先，我們先看看Handler的欄位:

Handler的欄位

接著，我們看看Handler的構造方法，我們可以看到，Handler有兩類構造方法（別看到6個，它們都是往這兩種方法呼叫的）：

Handler的構造方法

接著，我們要進入Handler.dispatchMessage()方法，因為我們要解釋上面剛剛Looper.loop方法。dispatchMessage的方法很簡單，只有三個方向，其原始碼為：

Handler.dispatchMessage()方法

到這裡為止，執行程式碼就結束了。那麼問題來了，訊息從哪裡來的？帶著這個疑問，我們馬上進入Handler.sendMessage()邏輯去看看，其原始碼是：

Handler.sendMessage()方法

好不容易找到了傳送訊息的邏輯並理解了，但是還要去殼，在MessageQueue中分析了,首先，我們回顧下，訊息序列器是在Looper.prepare()中初始化的。MessageQueue原始碼，構造方法很簡單：

MessageQueue構造方法

然後我們再到達MessageQueue.enqueueMessage()方法中看原始碼：

MessageQueue.enqueueMessage()方法

這個是傳送訊息的最終執行程式碼，就是把訊息放進訊息序列器。在Looper.loop()方法中，我們是需要不斷從訊息序列器中取出訊息的。其過程也是我們可以進去MessageQueue.next()的原始碼中看看：

MessageQueue.next()方法

這樣，整個過程就完成了。在這些執行過程中，Message是它們的物件。我們可以看看Message的結構：

Message的欄位

除此之外，Message的資料結構是基於連結串列的，方法都很簡單的，我就不貼出來了。

總結一下，其實就是用一個ThreadLocal來儲存物件，然後在執行的時候，能夠保證物件的不變形，這樣就能達到在主先執行緒更新UI了。