Study on Android--消息机制，异步和多线程

有了framework后，我们不用面对赤裸裸的OS API，做一些重复而繁杂的事情。但天下没有免费的午餐，我们还是需要学会高效正确的使用不同的framework，很多处理某一特定问题的手法在不同的framework中，用起来都会有所不同的。

在Android中，下层是Linux的核，但上层的java做的framework把这一切封装的密不透风。以消息处理为例，在MFC中，我们可以用PreTranslateMessage等东东自由处理消息，在C#中，Anders Hejlsberg老大说了，他为我们通向底层开了一扇“救生窗”，但很遗憾，在Android中，这扇窗户也被关闭了(至少我现在没发现...)。

在Android中，你想处理一些消息(比如：Keydown之类的...)，你必须寻找Activity为你提供的一些重载函数(比如 onKeyDown之类的...)或者是各式各样的listener(比如OnKeyDownListner之类的...)。这样做的好处是显而易见的，越多的自由就会有越多的危险和越多的晦涩，条条框框画好了，用起来省心看起来省脑，这是一个设计良好的framework应该提供的享受。对于我目前的工程而言，我没有什么BT的需求在当前API下做不到的，google的设计ms还是很nice的。

但世界是残酷的，有的时候我们还是必须有机制提供消息的分发和处理的，因为有的工作是不能通过直接调用来同步处理的，同时也不能通过Activity中内嵌的消息分发和接口设定来做到，比如说事件的定时触法，异步的循环事件的处理，高耗时的工作等等。在Android中，它提供了一些蛮有意思的方式来做这件事情(不好意思，我见不多识不广，我没见过类似玩法，有见过的提个醒 && 嘴下超生^_^)，它有一个android.os.Handler的类，这个类接受一个Looper参数，顾名思义，这是一个封装过的，表征消息循环的类。默认情况下，Handler接受的是当前线程下的消息循环实例，也就是说一个消息循环可以被当前线程中的多个对象来分发，来处理(在UI线程中，系统已经有一个Activity来处理了，你可以再起若干个Handler来处理...)。在实例化一个 handlerInstance之后，你可以通过sendMessage等消息发送机制来发送消息，通过重载handleMessage等函数来分发消息。但是!该handlerInstance能够接受到的消息，只有通过handlerInstance.obtainMessage构造出来的消息(这种说法是不确切的，你也可以手动new一个Message，然后配置成该handlerInstance可以处理的，我没有跟进去分析其识别机制，有兴趣的自己玩吧^_^)。也就是说A, B, C, D都可以来处理同一线程内的消息分发，但各自都只能处理属于自己的那一份消息，这抹杀了B想偷偷进入A领地，越俎代庖做一些非份之事的可能(从理论上看，B还是有可能把消息伪装的和A他们家的一样，我没有尝试挑战一下google的智商，有BT需求的自行研究^_^)。这样做，不但兼顾了灵活性，也确保了安全性，用起来也会简单，我的地盘我做主，不用当心伤及无辜，左拥右抱是一件很开心的事情。。。

很显然，消息发送者不局限于自己线程，否者只能做一些定时，延时之类的事情，岂不十分无趣。在实例化Handler的时候，Looper可以是任意线程的，只要有Handler的指针，任何线程也都可以sendMessage(这种构造方式也很有意思，你可以在A线程里面传B线程的Looper来构造 Handler，也可以在B线程里构造，这给内存管理的方法带来很大的变数...)。但有条规则肯定是不能破坏的，就是非UI线程，是不能触碰UI类的。在不同平台上有很多解决方式(如果你有多的不能再多的兴趣，可以看一下很久很久以前我写的一个，不SB不要钱)。我特意好好跟了一下android中的AsyncQueryHandler类，来了解google官方的解决方案。

AsyncQueryHandler是Handler的子类，文档上说，如果处理ContentProvider相关的内容，不用需要自行定义一套东西，而可以简单的使用async方式。我想指代的就应该是AsyncQueryHandler类。该类是一个典型的模板类，为ContentProvider 的增删改查提供了很好的接口，提供了一个解决架构，final了一些方法，置空了一些方法。通过派生，实例化一些方法(不是每个对 ContentProvider的处理多需要全部做增删改查，我想这也是该类默认置空一些方法而不是抽象一些方法的原因)，来达到这个目的。在内部，该类隐藏了多线程处理的细节，当你使用时，你会感觉异常便利。以query为例，你可以这么来用：

　　
//
 定义一个handler，采用的是匿名类的方式，只处理query，因此只重写了onQueryComplete函数：



　　queryHandler 
=
 
new
 AsyncQueryHandler(
this
.getContentResolver()){ 





//
 传入的是一个ContentResolver实例，所以必须在OnCreate后实例化该Handler类



　　@Override
　　
protected
 
void
 onQueryComplete(
int
 token, Object cookie, Cursor cursor) {
　　
//
 在这里你可以获得一个cursor和你传入的附加的token和cookie。
　　
//
 该方法在当前线程下(如果传入的是默认的Looper话)，可以自由设定UI信息



　　}
　　};
　　
//
 调用时只需要调用startQuery(int token, Object cookie, ContentURI uri, 





String[] projection, String selection, String[] selectionArgs, String sortOrder)函数即可：



　　queryHandler.startQuery(token, cookie, uri, projection, selection, selectionArgs, sortBy);

可见，该类的使用是多么简单(其实现可不会很容易，因为我尝试做了一次造车轮的工作*_*)，比直接用Handler简单无数倍。但让我倍感孤独的是，不知道是没人做异步的ContentProvider访问，还是这个类使用太过于弱智(这个使用方法可是我摸索了半天的啊，难道我真的如此的弱@_@)，抑或是大家都各有高招，从SDK到网上，没有任何关于该类的有点用的说明。而我又恰巧悲伤的发现，这个类其实有很多的问题，比如他吃掉异常，有错误时只是简单的返回null指针(这个其实不能怪他，你可以看看这里...);当你传一个null的ContentResolver进去的时候，没有任何异常，只是莫名其妙的丢弃所有消息，使你陷入苦苦的等待而不知其因;更愤慨的是，他的token传递竟然有Bug(难道还是我使用不对&_&)，从startXX传入的token，到了onXXComplete里面一律变成1，而文档上明明写着两个是一个东西(我的解决方法是用cookie做token，这个不会丢*_*)。不过我暂时还没有遗弃它的打算，虽然没人理睬，虽然有一堆问题，虽然我按图索骥造了个新轮子，但为了节省剩下的一些无聊的工作，我决定苟且偷生了。。。

还是习惯性跑题了，其实，我是想通过我对这个类的无数次Debugger跟进，说说它的多线程异步处理的解决策略的。他的基本策略如下：

1. 当你实例化一个AsyncQueryHandler类时(包括其子类...)，它会单件构造一个线程(后面会详述...)，这个线程里面会构建一个消息循环。

2. 获得该消息循环的指针，用它做参数实例化另一个Handler类，该类为内部类。至此，就有了两个线程，各自有一个Handler来处理消息。

3. 当调用onXXX的时候，在XXX函数内部会将请求封装成一个内部的参数类，将其作为消息的参数，将此消息发送至另一个线程。

4. 在该线程的Handler中，接受该消息，并分析传入的参数，用初始化时传入的ContentResolver进行XXX操作，并返回Cursor或其他返回值。

5. 构造一个消息，将上述返回值以及其他相关内容绑定在该消息上，发送回主线程。

6. 主线程默认的AsyncQueryHandler类的handleMessage方法(可自定义，但由于都是内部类，基本没有意义...)会分析该消息，并转发给对应的onXXXComplete方法。

7. 用户重写的onXXXComplete方法开始工作。

这就是它偷偷摸摸做过的事情，基本还是很好理解的。我唯一好奇的是它的线程管理方式，我猜测他是用的单件模式。第一个AsyncQueryHandler的实例化会导致创建一个线程，从此该线程成为不死老处男，所有的ContentResolver相关的工作，都由该线程统一完成。个人觉得这种解决方式很赞。本来这个线程的生命周期就很难估量，并且，当你有一个ContentProvider的请求的时候，判断你会做更多的类似操作并不过分。就算错了，花费的也只是一个不死的线程(与进程同生死共存亡...)，换来的却是简单的生命周期管理和无数次线程生死开销的节约。同时另外一个很重要的问题，他并会涉及到单件中数据同步的问题，每个类都有各自的Handler类，彼此互不干扰，分发可以分别进行。当多个数据请求的时候，在同一个ContentResolver上进行的可能微乎其微，这就避免了堵塞。总而言之，这套解决办法和Android的整体设计算是天作之合了。

所以建议，如果你有什么非ContentProvider操作，却需要异步多线程执行的话，模拟一套，是个不错的策略，当然，具体情况具体分析，生搬硬套是学不好马列主义的。。。