从源码角度分析基础的Handler消息机制

其实网上已经有很多写的很好很优秀的文章了,我这里就是想写一篇来捋清思路,同时加深记忆。

这里推荐一篇优秀的文章:

https://blog.csdn.net/zip_tts/article/details/86097136#commentBox

Handler消息机制主要还是有5个组件,Handler、Looper、Message、MessageQueue、ThreadLocal

  • Handler作为消息处理中心,用于处理消息和发送消息。
  • Looper作为消息传送的动力,用于获取分发消息。
  • Message作为消息载体,用于承载消息。
  • MessageQueue作为消息队列,用于存放消息。
  • ThreadLocal是一个线程内部的数据存储类,只有在指定线程中才可以获得数据。
    **

一、Message是什么

首先还是要明白,我们要传输的Message是什么,里面有什么东西。

public final class Message implements Parcelable {
	public int what;
    public int arg1;
    public int arg2;
    public Object obj;
    public Messenger replyTo;
    int flags;
    long when;
    Bundle data;
    Handler target;
    }

是不是都觉得挺熟悉的?好多都是我们写方法需要用到的。
这里介绍一个 target,是Handler类型的,即存放该Message是哪个Handler的Message,这对我们理解后面部分有帮助。

二、Handler实例化及发送信息

实例化handler有7个构造方法

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 " + Thread.currentThread()
                    + " 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;
}

从代码中可以看到,如果没有指定Looper,则使用实例化Handler时所在线程的Looper。
关于Handler的发送,其实有不少方法,但是观察一下就能发现,最终的方法都是指向enqueueMessage,且都是将消息封装在Message中,然后发送出去。

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
    msg.target = this;
    if (mAsynchronous) {
        msg.setAsynchronous(true);
    }
    return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}

以上代码,将该Message的target指向自己,发送到MessageQueue中,很好理解,下面来分析MessageQueue的enququqMessage()

三、MessageQueue

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
if (msg.target == null) {
throw new IllegalArgumentException(“Message must have a target.”);
}
if (msg.isInUse()) {
throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
}

    synchronized (this) {
        if (mQuitting) {
            IllegalStateException e = new IllegalStateException(
                    msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
            Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
            msg.recycle();
            return false;
        }

        msg.markInUse();
        msg.when = when;
        Message p = mMessages;
        boolean needWake;
        if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
            // New head, wake up the event queue if blocked.
            msg.next = p;
            mMessages = msg;
            needWake = mBlocked;
        } else {
            needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
            Message prev;
            for (;;) {
                prev = p;
                p = p.next;
                if (p == null || when < p.when) {
                    break;
                }
                if (needWake && p.isAsynchronous()) {
                    needWake = false;
                }
            }
            msg.next = p; // invariant: p == prev.next
            prev.next = msg;
        }

        // We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
        if (needWake) {
            nativeWake(mPtr);
        }
    }
    return true;
}

其实就是消息队列,有消息了就按时间存储在链表中,如果没有设置延迟就按顺序,有就按时间排序。

四、Looper

下面是Looper的构造函数:

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

可以看到,它的构造方法是private,即Looper是不能通过new方法创建对象的,那么它肯定会有其他方法可以得到。继续查看源码发现,它的内部还有prepareMainLooper,prepare方法,

public static void prepareMainLooper() {
        prepare(false);
        synchronized (Looper.class) {
            if (sMainLooper != null) {
                throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
            }
            sMainLooper = myLooper();
        }
    }

prepareMainLooper主要还是用于创建主线程的Looper,一般情况下,是禁止使用的,因为主线程的Looper总是存在。并且可以看到,创建的主要方法还是prepare()。

 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));
    }

这里的ThreadLocal即

static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();

很显然,这样该线程的Looper就创建出来,并且存到ThreadLocal中了。
那么现在Looper已经创建出来,如何运用它,把Message发送到MessageQueue中呢?那就是Loop()

 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;
        }

        // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
        final Printer logging = me.mLogging;
        if (logging != null) {
            logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
                    msg.callback + ": " + msg.what);
        }


        try {
            msg.target.dispatchMessage(msg);
            end = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
        } finally {
            if (traceTag != 0) {
                Trace.traceEnd(traceTag);
            }
        }
    }

删去了些代码,上面差不多是核心代码。MessageQueue本质上就是一个单链表,Loop用的是for(;; ),是一个死循环,不停通过next获取MessageQueue的Message,如果为空就直接return,否则通过msg.target.dispatchMessage(msg)将信息发送到msg.target这个handler类型的dispatchMessage中去。

五、handler的获取和处理

那么代码就来到了handler中的dispatchMessage()中

 public void dispatchMessage(Message msg) {
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }
            handleMessage(msg);
        }
    }

这里有一些判断语句。在Handler中,声明了一个接口Callback,里面只有一个方法handleMessage,这个方法就是处理Message消息的,Callback在构造方法中传入。当然,若是在构造方法中没有传入Callback的话还有一种方式,Handler中也定义了一个handleMessage方法,默认是个空实现。可以通过重写这个方法来处理Message消息。
那么这一整套流程就结束啦。

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