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深入剖析Android消息機(jī)制原理

 更新時(shí)間:2016年11月14日 11:38:17   作者:coolszy  
本篇文章主要介紹了Android消息機(jī)制,深入的了解了android的消息機(jī)制,需要的朋友可以了解一下、

在Android中,線程內(nèi)部或者線程之間進(jìn)行信息交互時(shí)經(jīng)常會(huì)使用消息,這些基礎(chǔ)的東西如果我們熟悉其內(nèi)部的原理,將會(huì)使我們?nèi)菀?、更好地架?gòu)系統(tǒng),避免一些低級(jí)的錯(cuò)誤。在學(xué)習(xí)Android中消息機(jī)制之前,我們先了解與消息有關(guān)的幾個(gè)類:

1.Message

消息對(duì)象,顧名思義就是記錄消息信息的類。這個(gè)類有幾個(gè)比較重要的字段:

a.arg1和arg2:我們可以使用兩個(gè)字段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:該字段是Object類型,我們可以讓該字段傳遞某個(gè)多項(xiàng)到消息的接受者中。

c.what:這個(gè)字段可以說是消息的標(biāo)志,在消息處理中,我們可以根據(jù)這個(gè)字段的不同的值進(jìn)行不同的處理,類似于我們?cè)谔幚鞡utton事件時(shí),通過switch(v.getId())判斷是點(diǎn)擊了哪個(gè)按鈕。

在使用Message時(shí),我們可以通過new Message()創(chuàng)建一個(gè)Message實(shí)例,但是Android更推薦我們通過Message.obtain()或者Handler.obtainMessage()獲取Message對(duì)象。這并不一定是直接創(chuàng)建一個(gè)新的實(shí)例,而是先從消息池中看有沒有可用的Message實(shí)例,存在則直接取出并返回這個(gè)實(shí)例。反之如果消息池中沒有可用的Message實(shí)例,則根據(jù)給定的參數(shù)new一個(gè)新Message對(duì)象。通過分析源碼可得知,Android系統(tǒng)默認(rèn)情況下在消息池中實(shí)例化10個(gè)Message對(duì)象。

2.MessageQueue

消息隊(duì)列,用來存放Message對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),按照“先進(jìn)先出”的原則存放消息。存放并非實(shí)際意義的保存,而是將Message對(duì)象以鏈表的方式串聯(lián)起來的。MessageQueue對(duì)象不需要我們自己創(chuàng)建,而是有Looper對(duì)象對(duì)其進(jìn)行管理,一個(gè)線程最多只可以擁有一個(gè)MessageQueue。我們可以通過Looper.myQueue()獲取當(dāng)前線程中的MessageQueue。

3.Looper

MessageQueue的管理者,在一個(gè)線程中,如果存在Looper對(duì)象,則必定存在MessageQueue對(duì)象,并且只存在一個(gè)Looper對(duì)象和一個(gè)MessageQueue對(duì)象。在Android系統(tǒng)中,除了主線程有默認(rèn)的Looper對(duì)象,其它線程默認(rèn)是沒有Looper對(duì)象。如果想讓我們新創(chuàng)建的線程擁有Looper對(duì)象時(shí),我們首先應(yīng)調(diào)用Looper.prepare()方法,然后再調(diào)用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(); 
  } 
} 

倘若我們的線程中存在Looper對(duì)象,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(dāng)前應(yīng)用系統(tǒng)中主線程的Looper對(duì)象。在這個(gè)地方有一點(diǎn)需要注意,假如Looper對(duì)象位于應(yīng)用程序主線程中,則Looper.myLooper()和Looper.getMainLooper()獲取的是同一個(gè)對(duì)象。

4.Handler

消息的處理者。通過Handler對(duì)象我們可以封裝Message對(duì)象,然后通過sendMessage(msg)把Message對(duì)象添加到MessageQueue中;當(dāng)MessageQueue循環(huán)到該Message時(shí),就會(huì)調(diào)用該Message對(duì)象對(duì)應(yīng)的handler對(duì)象的handleMessage()方法對(duì)其進(jìn)行處理。由于是在handleMessage()方法中處理消息,因此我們應(yīng)該編寫一個(gè)類繼承自Handler,然后在handleMessage()處理我們需要的操作。

下面我們通過跟蹤代碼分析在Android中是如何處理消息。首先貼上測(cè)試代碼:

/** 
 * 
 * @author coolszy 
 * 
 */ 
 
public class MessageService extends Service 
 
{ 
  private static final String TAG = "MessageService"; 
  private static final int KUKA = 0; 
  private Looper looper; 
  private ServiceHandler handler; 
  /** 
   * 由于處理消息是在Handler的handleMessage()方法中,因此我們需要自己編寫類 
   * 繼承自Handler類,然后在handleMessage()中編寫我們所需要的功能代碼 
   * @author coolszy 
   * 
   */ 
  private final class ServiceHandler extends Handler 
  { 
    public ServiceHandler(Looper looper) 
    { 
      super(looper); 
    } 
 
    @Override 
    public void handleMessage(Message msg) 
    { 
      // 根據(jù)what字段判斷是哪個(gè)消息 
      switch (msg.what) 
      { 
      case KUKA: 
        //獲取msg的obj字段。我們可在此編寫我們所需要的功能代碼 
        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(wù),則停止Service 
      stopSelf(msg.arg1); 
    } 
  }  
 
  @Override 
  public void onCreate() 
  { 
    Log.i(TAG, "MessageService-->onCreate()"); 
    // 默認(rèn)情況下Service是運(yùn)行在主線程中,而服務(wù)一般又十分耗費(fèi)時(shí)間,如果 
    // 放在主線程中,將會(huì)影響程序與用戶的交互,因此把Service 
    // 放在一個(gè)單獨(dú)的線程中執(zhí)行 
    HandlerThread thread = new HandlerThread("MessageDemoThread", Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND); 
    thread.start(); 
    // 獲取當(dāng)前線程中的looper對(duì)象 
    looper = thread.getLooper(); 
    //創(chuàng)建Handler對(duì)象,把looper傳遞過來使得handler、 
    //looper和messageQueue三者建立聯(lián)系 
    handler = new ServiceHandler(looper); 
  } 
 
  @Override 
  public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) 
  { 
    Log.i(TAG, "MessageService-->onStartCommand()"); 
 
    //從消息池中獲取一個(gè)Message實(shí)例 
    Message msg = handler.obtainMessage(); 
    // arg1保存線程的ID,在handleMessage()方法中 
    // 我們可以通過stopSelf(startId)方法,停止服務(wù) 
    msg.arg1 = startId; 
    // msg的標(biāo)志 
    msg.what = KUKA; 
    // 在這里我創(chuàng)建一個(gè)date對(duì)象,賦值給obj字段 
    // 在實(shí)際中我們可以通過obj傳遞我們需要處理的對(duì)象 
    Date date = new Date(); 
    msg.obj = date; 
    // 把msg添加到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; 
  } 
} 

運(yùn)行結(jié)果:
注:在測(cè)試代碼中我們使用了HandlerThread類,該類是Thread的子類,該類運(yùn)行時(shí)將會(huì)創(chuàng)建looper對(duì)象,使用該類省去了我們自己編寫Thread子類并且創(chuàng)建Looper的麻煩。

下面我們分析下程序的運(yùn)行過程:

1.onCreate()

首先啟動(dòng)服務(wù)時(shí)將會(huì)調(diào)用onCreate()方法,在該方法中我們new了一個(gè)HandlerThread對(duì)象,提供了線程的名字和優(yōu)先級(jí)。
緊接著我們調(diào)用了start()方法,執(zhí)行該方法將會(huì)調(diào)用HandlerThread對(duì)象的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(tǒng)給線程添加的Looper,同時(shí)調(diào)用了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(); 
      } 
    } 
  } 

 通過源碼我們可以看到loop()方法是個(gè)死循環(huán),將會(huì)不停的從MessageQueue對(duì)象中獲取Message對(duì)象,如果MessageQueue 對(duì)象中不存在Message對(duì)象,則結(jié)束本次循環(huán),然后繼續(xù)循環(huán);如果存在Message對(duì)象,則執(zhí)行 msg.target.dispatchMessage(msg),但是這個(gè)msg的.target字段的值是什么呢?我們先暫時(shí)停止跟蹤源碼,返回到onCreate()方法中。線程執(zhí)行完start()方法后,我們可以獲取線程的Looper對(duì)象,然后new一個(gè)ServiceHandler對(duì)象,我們把Looper對(duì)象傳到ServiceHandler構(gòu)造函數(shù)中將使handler、looper和messageQueue三者建立聯(lián)系。

2.onStartCommand()

執(zhí)行完onStart()方法后,將執(zhí)行onStartCommand()方法。首先我們從消息池中獲取一個(gè)Message實(shí)例,然后給Message對(duì)象的arg1、what、obj三個(gè)字段賦值。緊接著調(diào)用sendMessage(msg)方法,我們跟蹤源代碼,該方法將會(huì)調(diào)用sendMessageDelayed(msg, 0)方法,而sendMessageDelayed()方法又會(huì)調(diào)用sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis)方法,在該方法中我們要注意該句代碼msg.target = this,msg的target指向了this,而this就是ServiceHandler對(duì)象,因此msg的target字段指向了ServiceHandler對(duì)象,同時(shí)該方法又調(diào)用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(wù)就是把Message對(duì)象的添加到MessageQueue中(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最基礎(chǔ)的東西,自己畫圖理解下)。
handler.sendMessage()-->handler.sendMessageDelayed()-->handler.sendMessageAtTime()-->msg.target = this;queue.enqueueMessage==>把msg添加到消息隊(duì)列中

3.handleMessage(msg)

onStartCommand()執(zhí)行完畢后我們的Service中的方法就執(zhí)行完畢了,那么handleMessage()是怎么調(diào)用的呢?在前面分析的loop()方法中,我們當(dāng)時(shí)不知道m(xù)sg的target字段代碼什么,通過上面分析現(xiàn)在我們知道它代表ServiceHandler對(duì)象,msg.target.dispatchMessage(msg);則表示執(zhí)行ServiceHandler對(duì)象中的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字段為空,所以最終將會(huì)執(zhí)行handleMessage()方法,也就是我們ServiceHandler類中復(fù)寫的方法。在該方法將根據(jù)what字段的值判斷執(zhí)行哪段代碼。 

至此,我們看到,一個(gè)Message經(jīng)由Handler的發(fā)送,MessageQueue的入隊(duì),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異步操作。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容,希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。

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