深入理解Android訊息佇列原理篇
本篇深入理解Android訊息佇列原理篇，將為您講述Android世界中的訊息機制，無論是android執行緒內部或者執行緒之間,當它們進行資訊互動時,則會傳遞這些訊息，為此，深入理解這些訊息佇列原理，將有助於我們更好的掌握android開發：
1.Message
訊息物件，顧名思義就是記錄訊息資訊的類。這個類有幾個比較重要的欄位：
a.arg1和arg2：我們可以使用兩個欄位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：該欄位是Object型別，我們可以讓該欄位傳遞某個多項到訊息的接受者中。
c.what：這個欄位可以說是訊息的標誌，在訊息處理中，我們可以根據這個欄位的不同的值進行不同的處理，類似於我們在處理Button事件時，通過switch(v.getId())判斷是點選了哪個按鈕。
在使用Message時，我們可以通過new Message()建立一個Message例項，但是Android更推薦我們通過Message.obtain()或者Handler.obtainMessage()獲取Message物件。這並不一定是直接建立一個新的例項，而是先從訊息池中看有沒有可用的Message例項，存在則直接取出並返回這個例項。反之如果訊息池中沒有可用的Message例項，則根據給定的引數new一個新Message物件。通過分析原始碼可得知，Android系統預設情況下在訊息池中例項化10個Message物件。
2.MessageQueue
訊息佇列，用來存放Message物件的資料結構，按照“先進先出”的原則存放訊息。存放並非實際意義的儲存，而是將Message物件以連結串列的方式串聯起來的。MessageQueue物件不需要我們自己建立，而是有Looper物件對其進行管理，一個執行緒最多隻可以擁有一個MessageQueue。我們可以通過Looper.myQueue()獲取當前執行緒中的MessageQueue。
3.Looper
MessageQueue的管理者，在一個執行緒中，如果存在Looper物件，則必定存在MessageQueue物件，並且只存在一個Looper物件和一個MessageQueue物件。在Android系統中，除了主執行緒有預設的Looper物件，其它執行緒預設是沒有Looper物件。如果想讓我們新建立的執行緒擁有Looper物件時，我們首先應呼叫Looper.prepare()方法，然後再呼叫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();
}
}
倘若我們的執行緒中存在Looper物件，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執行緒的Looper物件。在這個地方有一點需要注意，假如Looper物件位於應用程式主執行緒中，則Looper.myLooper()和Looper.getMainLooper()獲取的是同一個物件。
4.Handler
訊息的處理者。通過Handler物件我們可以封裝Message物件，然後通過sendMessage(msg)把Message物件新增到MessageQueue中；當MessageQueue迴圈到該Message時，就會呼叫該Message物件對應的handler物件的handleMessage()方法對其進行處理。由於是在handleMessage()方法中處理訊息，因此我們應該編寫一個類繼承自Handler，然後在handleMessage()處理我們需要的操作。
下面我們通過跟蹤程式碼分析在Android中是如何處理訊息。首先貼上測試程式碼：
/**
*
* @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;
/**
* 由於處理訊息是在Handler的handleMessage()方法中，因此我們需要自己編寫類
* 繼承自Handler類，然後在handleMessage()中編寫我們所需要的功能程式碼
* @author coolszy
*
*/
private final class ServiceHandler extends Handler
{
public ServiceHandler(Looper looper)
{
super(looper);
}
@Override
public void handleMessage(Message msg)
{
// 根據what欄位判斷是哪個訊息
switch (msg.what)
{
case KUKA:
//獲取msg的obj欄位。我們可在此編寫我們所需要的功能程式碼
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()");
// 預設情況下Service是執行在主執行緒中，而服務一般又十分耗費時間，如果
// 放在主執行緒中，將會影響程式與使用者的互動，因此把Service
// 放在一個單獨的執行緒中執行
HandlerThread thread = new HandlerThread("MessageDemoThread", Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
thread.start();
// 獲取當前執行緒中的looper物件
looper = thread.getLooper();
//建立Handler物件，把looper傳遞過來使得handler、
//looper和messageQueue三者建立聯絡
handler = new ServiceHandler(looper);
}
@Override
public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId)
{
Log.i(TAG, "MessageService-->onStartCommand()");
//從訊息池中獲取一個Message例項
Message msg = handler.obtainMessage();
// arg1儲存執行緒的ID，在handleMessage()方法中
// 我們可以通過stopSelf(startId)方法，停止服務
msg.arg1 = startId;
// msg的標誌
msg.what = KUKA;
// 在這裡我建立一個date物件，賦值給obj欄位
// 在實際中我們可以通過obj傳遞我們需要處理的物件
Date date = new Date();
msg.obj = date;
// 把msg新增到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;
}
}
執行結果：
注：在測試程式碼中我們使用了HandlerThread類，該類是Thread的子類，該類執行時將會建立looper物件，使用該類省去了我們自己編寫Thread子類並且建立Looper的麻煩。
下面我們分析下程式的執行過程：
1.onCreate()
首先啟動服務時將會呼叫onCreate()方法，在該方法中我們new了一個HandlerThread物件，提供了執行緒的名字和優先順序。
緊接著我們呼叫了start()方法，執行該方法將會呼叫HandlerThread物件的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，系統給執行緒新增的Looper，同時呼叫了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();
}
}
}
通過原始碼我們可以看到loop()方法是個死迴圈，將會不停的從MessageQueue物件中獲取Message物件，如果MessageQueue 物件中不存在Message物件，則結束本次迴圈，然後繼續迴圈；如果存在Message物件，則執行 msg.target.dispatchMessage(msg)，但是這個msg的.target欄位的值是什麼呢？我們先暫時停止跟蹤原始碼，返回到onCreate()方法中。執行緒執行完start()方法後，我們可以獲取執行緒的Looper物件，然後new一個ServiceHandler物件，我們把Looper物件傳到ServiceHandler建構函式中將使handler、looper和messageQueue三者建立聯絡。
2.onStartCommand()
執行完onStart()方法後，將執行onStartCommand()方法。首先我們從訊息池中獲取一個Message例項，然後給Message物件的arg1、what、obj三個欄位賦值。緊接著呼叫sendMessage(msg)方法，我們跟蹤原始碼，該方法將會呼叫sendMessageDelayed(msg, 0)方法，而sendMessageDelayed()方法又會呼叫sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis)方法，在該方法中我們要注意該句程式碼msg.target = this，msg的target指向了this，而this就是ServiceHandler物件，因此msg的target欄位指向了ServiceHandler物件，同時該方法又呼叫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) {
prev = p;
p = 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物件的新增到MessageQueue中（資料結構最基礎的東西，自己畫圖理解下）。
handler.sendMessage()-->handler.sendMessageDelayed()-->handler.sendMessageAtTime()-->msg.target = this;queue.enqueueMessage==>把msg新增到訊息佇列中
3.handleMessage(msg)
onStartCommand()執行完畢後我們的Service中的方法就執行完畢了，那麼handleMessage()是怎麼呼叫的呢？在前面分析的loop()方法中，我們當時不知道msg的target欄位程式碼什麼，通過上面分析現在我們知道它代表ServiceHandler物件，msg.target.dispatchMessage(msg);則表示執行ServiceHandler物件中的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欄位為空，所以最終將會執行handleMessage()方法，也就是我們ServiceHandler類中複寫的方法。在該方法將根據what欄位的值判斷執行哪段程式碼。
至此，我們看到，一個Message經由Handler的傳送，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非同步操作。
本篇為您講述到這了，希望本篇對您有所幫助！！！！！！
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