Android中利用Handler实现消息的分发机制（一）
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时间：2015年06月11日
上一篇文章，我们讲到在调用Handler的sendMessage方法时，最终我们会进入到一个叫 sendMessageAtTime的方法，如下：
public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue == null) {
RuntimeException e = new RuntimeException(
this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
return false;
}
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}在这里，我们看到了MessageQueue和enqueueMessage等变量跟方法，我们可以想到，在Handler的实现的机制中，一定存在着一个消息队列，而它存放了我们创建的众多消息（Message）对象。
从这里，我们就会开始去探寻隐藏在 Handler对象后面的那一些我们想知道的实现机制了。
首先，我们还是从 Handler的创建开始说起，在上一篇文章，我们是通过 new Handler的方法来创建的，代码如下：
private Handler mHandler = new Handler() {
public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what) {
case MSG_ID_1:
Log.v("Test", "Toast called from Handler.sendMessage()");
break;
case MSG_ID_2:
String str = (String) msg.obj;
Log.v("Test", str);
break;
}
}
};显然，我们要去看一下Handler的构造函数，如下：
public Handler() {
this(null, false);
}
public Handler(Callback callback) {
this(callback, false);
}
public Handler(Looper looper) {
this(looper, null, false);
}
public Handler(Looper looper, Callback callback) {
this(looper, callback, false);
}
public Handler(boolean async) {
this(null, async);
}
public Handler(Callback callback, boolean async) {
if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
final Class<? extends Handler> klass = getClass();
if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
(klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
klass.getCanonicalName());
}
}
mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}
public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async) {
mLooper = looper;
mQueue = looper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}我们可以看到，真正实现的构造函数，其实只有下面两个，如下：
public Handler(Callback callback, boolean async) {
....
}
public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async) {
...
}这两个的差别就在于是否有参数Looper，而Looper是一个线程相关的对象。
何谓线程相关的变量？就是线程间不能共享的对象，只在本线程内有作用的对象。
那么Looper对象的作用是什么？
从我个人的理解，Looper类就是对MessageQueue的封装，它主要做的是两件事：
1）构造Looper对象，初始化MessageQueue，我们可以从其构造函数看到：
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
显然，MessageQueue正是在创建Looper的时候初始化的。
我们还注意到，这个构造函数是private的，而它则是被Looper.prepare方法调用的，如下： public static void prepare() {
prepare(true);
}
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}可以看到，Loop对象被创建之后，会被放到ThreadLocal变量中，而ThreadLocal正是线程局部变量，这说明了关于Looper的一个特性：
每一个线程中都只能有一个Looper对象。
2）调用loop()方法，循环处理消息，具体代码如下：
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;
....
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
...
msg.target.dispatchMessage(msg);
....
msg.recycle();
}
}从上面的代码中，我们可以看到，在一个无限循环中，会从MessageQueue中获得消息，然后通过msg.target.dispatchMessage(msg)方法调用，处理消息，最后将消息进行回收。
在这里，我们先不关心dispatchMessage方法，我们先跑一下题，看一下recycle方法里面做了什么事吧，如下：
private static Message sPool;
private static int sPoolSize = 0;
private static final int MAX_POOL_SIZE = 50;
/**
* Return a new Message instance from the global pool. Allows us to
* avoid allocating new objects in many cases.
*/
public static Message obtain() {
synchronized (sPoolSync) {
if (sPool != null) {
Message m = sPool;
sPool = m.next;
m.next = null;
sPoolSize--;
return m;
}
}
return new Message();
}
public void recycle() {
clearForRecycle();
synchronized (sPoolSync) {
if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) {
next = sPool;
sPool = this;
sPoolSize++;
}
}
}从上面的代码中，我们可以看到，Message对象本身有一个next的字段指向另外一个Message，也就是说，可以通过链表的方式将众多的Message给串起来，变成一个链表的消息池sPool。
而在这里，当调用recycle方法，就会将当前Message对象，先clearForRecycle之后，再添加到 sPool的头部中，而当我们通过Message的obtain方法的时候，我们其实也是从sPool中拿 出一个空的Message对象。
相信看到这里，大家就了解了上一篇文章中我说，为什么建议大家使用Message.obtain方法去获取消息对象了吧。
接下来，我们再回到正题上。
从上面关于Handler的创建和关于Looper的描述中，我们可以得出这样一个结论：
在每一个线程中，如果我们要创建Handler，那么此线程中就必须有一个Looper对象，而这个Looper对象中又封装了一个MessageQueue对象来对Message进行管理。
所以，如果我们要在一个新线程中使用handler的话，我们就必须通过调用Loop.prepare()方法，为此线程创建一个Looper对象，官方给出的代码如下：
class LooperThread extends Thread {
public Handler mHandler;
public void run() {
Looper.prepare();
mHandler = new Handler() {
public void handleMessage(Message msg) {
// process incoming messages here
}
};
Looper.loop();
}
}当然，只有理论当然是不行的，我们还是得通过一个例子来看一下具体的效果，如下：
public class MainActivity extends ActionBarActivity {
private static final int MSG_ID_1 = 1;
private static final int MSG_ID_2 = 2;
class LooperThread extends Thread {
public Handler mHandler;
public void run() {
Looper.prepare();
mHandler = new Handler() {
public void handleMessage(Message msg) {
Log.v("Test", "Id of LooperThread : " + Thread.currentThread().getId());
switch (msg.what) {
case MSG_ID_1:
Log.v("Test", "Toast called from Handler.sendMessage()");
break;
case MSG_ID_2:
String str = (String) msg.obj;
Log.v("Test", str);
break;
}
}
};
Looper.loop();
}
}
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
Log.v("Test", "Id of MainThread : " + Thread.currentThread().getId());
LooperThread looperThread = new LooperThread();
looperThread.start();
while(looperThread.mHandler == null){
}
Message message = Message.obtain();
message.what = MSG_ID_1;
looperThread.mHandler.sendMessage(message);
Message msg2 = Message.obtain();
msg2.obj = "I'm String from Message 2";
msg2.what = MSG_ID_2;
looperThread.mHandler.sendMessage(msg2);
}
}对应的结果如下：
10-27 16:48:44.519: V/Test(20837): Id of MainThread : 1 10-27 16:48:44.529: V/Test(20837): Id of LooperThread : 68421 10-27 16:48:44.529: V/Test(20837): Toast called from Handler.sendMessage() 10-27 16:48:44.529: V/Test(20837): Id of LooperThread : 68421 10-27 16:48:44.529: V/Test(20837): I'm String from Message 2
那其实在这里有一个问题，为什么我们平常可以直接去创建Handler对象，而不需要去调用UI线程的Looper.prepare和loop等方法呢？
当然，这肯定也是需要的，只是这一步是由Android系统帮我们做了，所以默认的主线程就不再需要去做这些初始化。
好了，这一篇文章，我们就了解了关于线程，Looper，Handler, MessageQueue 和 Message 等之间的一些关联，而主要是对于Looper对象的认识。
结束。
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