Android异步2：深入详解 Handler+Looper+MessageQueue
wangkuifeng0 2012-02-28
Android使用消息机制实现线程间的通信，线程通过Looper建立自己的消息循环，MessageQueue是FIFO的消息队列，Looper负责从MessageQueue中取出消息，并且分发到消息指定目标Handler对象。Handler对象绑定到线程的局部变量Looper，封装了发送消息和处理消息的接口。
例子：在介绍原理之前，我们先介绍Android线程通讯的一个例子，这个例子实现点击按钮之后从主线程发送消息"hello"到另外一个名为”CustomThread”的线程。
LooperThreadActivity.java
package cn.caiwb.thread;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Looper;
import android.os.Message;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
public class LooperThreadActivity extends Activity{
/** Called when the activity is first created. */
private final int MSG_HELLO = 0;
private Handler mHandler;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
new CustomThread().start();//新建并启动CustomThread实例
findViewById(R.id.send_btn).setOnClickListener(new OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {//点击界面时发送消息
String str = "hello";
Log.d("Test", "MainThread is ready to send msg:" + str);
mHandler.obtainMessage(MSG_HELLO, str).sendToTarget();//发送消息到CustomThread实例
}
});
}
class CustomThread extends Thread {
@Override
public void run() {
//建立消息循环的步骤
Looper.prepare();//1、初始化Looper
mHandler = new Handler(){//2、绑定handler到CustomThread实例的Looper对象
public void handleMessage (Message msg) {//3、定义处理消息的方法
switch(msg.what) {
case MSG_HELLO:
Log.d("Test", "CustomThread receive msg:" + (String) msg.obj);
}
}
};
Looper.loop();//4、启动消息循环
}
}
}main.xml
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:orientation="vertical"
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="fill_parent"
>
<TextView
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="@string/hello"
/>
<Button android:text="发送消息" android:id="@+id/send_btn" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content"></Button>
</LinearLayout>原理：
我们看到，为一个线程建立消息循环有四个步骤：
1、初始化Looper
2、绑定handler到CustomThread实例的Looper对象
3、定义处理消息的方法
4、启动消息循环
下面我们以这个例子为线索，深入Android源代码，说明AndroidFramework是如何建立消息循环，并对消息进行分发的。
1、初始化Looper:Looper.prepare()
Looper.java
private static final ThreadLocal sThreadLocal = new ThreadLocal();
public static final void prepare() {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper());
}一个线程在调用Looper的静态方法prepare()时，这个线程会新建一个Looper对象，并放入到线程的局部变量中，而这个变量是不和其他线程共享的（关于ThreadLocal的介绍）。下面我们看看Looper()这个构造函数：
Looper.java
final MessageQueue mQueue;
private Looper() {
mQueue = new MessageQueue();
mRun = true;
mThread = Thread.currentThread();
}可以看到在Looper的构造函数中，创建了一个消息队列对象mQueue，此时，调用Looper.prepare()的线程就建立起一个消息循环的对象（此时还没开始进行消息循环）。
2、绑定handler到CustomThread实例的Looper对象:mHandler=newHandler()
Handler.java
final MessageQueue mQueue;
final Looper mLooper;
public Handler() {
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 = null;
}Handler通过mLooper=Looper.myLooper();绑定到线程的局部变量Looper上去，同时Handler通过mQueue=mLooper.mQueue;获得线程的消息队列。此时，Handler就绑定到创建此Handler对象的线程的消息队列上了。
3、定义处理消息的方法：OverridepublicvoidhandleMessage(Messagemsg){}
子类需要覆盖这个方法，实现接受到消息后的处理方法。
4、启动消息循环：Looper.loop()
所有准备工作都准备好了，是时候启动消息循环了！Looper的静态方法loop()实现了消息循环。
Looper.java
public static final void loop() {
Looper me = myLooper();
MessageQueue queue = me.mQueue;
// Make sure the identity of this thread is that of the local process,
// and keep track of what that identity token actually is.
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
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);
// Make sure that during the course of dispatching the
// identity of the thread wasn't corrupted.
final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
if (ident != newIdent) {
Log.wtf("Looper", "Thread identity changed from 0x"
+ Long.toHexString(ident) + " to 0x"
+ Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
+ msg.target.getClass().getName() + " "
+ msg.callback + " what=" + msg.what);
}
msg.recycle();
}
}
}while(true)体现了消息循环中的“循环“，Looper会在循环体中调用queue.next()获取消息队列中需要处理的下一条消息。当msg!=null且msg.target!=null时，调用msg.target.dispatchMessage(msg);分发消息，当分发完成后，调用msg.recycle();回收消息。
msg.target是一个handler对象，表示需要处理这个消息的handler对象。Handler的voiddispatchMessage(Messagemsg)方法如下：
Handler.java
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}可见，当msg.callback==null并且mCallback==null时，这个例子是由handleMessage(msg);处理消息，上面我们说到子类覆盖这个方法可以实现消息的具体处理过程。
总结：从上面的分析过程可知，消息循环的核心是Looper，Looper持有消息队列MessageQueue对象，一个线程可以把Looper设为该线程的局部变量，这就相当于这个线程建立了一个对应的消息队列。Handler的作用就是封装发送消息和处理消息的过程，让其他线程只需要操作Handler就可以发消息给创建Handler的线程。
UI线程在创建的时候就建立了消息循环(在ActivityThread的publicstaticfinalvoidmain(String[]args)方法中实现)，因此我们可以在其他线程给UI线程的handler发送消息，达到更新UI的目的。
