深入剖析Android消息机制

在Android程序运行中，线程之间或者线程内部进行信息交互时经常会使用到消息，如果我们熟悉这些基础的东西及其内部的原理，将会使我们的Android开发变的容易、可以更好地架构系统。在学习Android消息机制之前，我们先了解与消息有关的几个类：

1.Message

消息对象，顾名思义就是记录消息信息的类。这个类有几个比较重要的字段：

a.arg1和arg2：我们可以使用两个字段用来存放我们需要传递的整型值，在Service中，我们可以用来存放Service的ID。

b.obj：该字段是Object类型，我们可以让该字段传递某个对象到消息的接受者中。

c.what：这个字段可以说是消息的标志，在消息处理中，我们可以根据这个字段的不同的值进行不同的处理，类似于我们在处理Button事件时，通过switch(v.getId())判断是点击了哪个按钮。

在使用Message时，我们可以通过new Message()创建一个Message实例，但是Android更推荐我们通过Message.obtain()或者Handler.obtainMessage()获取Message对象。这并不一定是直接创建一个新的实例，而是先从消息池中看有没有可用的Message实例，存在则直接取出并返回这个实例。反之如果消息池中没有可用的Message实例，则根据给定的参数new一个新Message对象。通过分析源码可得知，Android系统默认情况下在消息池中实例化10个Message对象。

2.MessageQueue

消息队列，用来存放Message对象的数据结构，按照“先进先出”的原则存放消息。存放并非实际意义的保存，而是将Message对象以链表的方式串联起来的。MessageQueue对象不需要我们自己创建，而是有Looper对象对其进行管理，一个线程最多只可以拥有一个MessageQueue。我们可以通过Looper.myQueue()获取当前线程中的MessageQueue。

3.Looper

MessageQueue的管理者，在一个线程中，如果存在Looper对象，则必定存在MessageQueue对象，并且只存在一个Looper对象和一个MessageQueue对象。在Android系统中，除了主线程有默认的Looper对象，其它线程默认是没有Looper对象。如果想让我们新创建的线程拥有Looper对象时，我们首先应调用Looper.prepare()方法，然后再调用Looper.loop()方法。典型的用法如下：

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class  LooperThread  extends  Thread {      public  Handler mHandler;      public  void  run()      {          Looper.prepare();          //其它需要处理的操作          Looper.loop();      } }

4.Handler

消息的处理者。通过Handler对象我们可以封装Message对象，然后通过sendMessage(msg)把Message对象添加到MessageQueue中；当MessageQueue循环到该Message时，就会调用该Message对象对应的handler对象的handleMessage()方法对其进行处理。由于是在handleMessage()方法中处理消息，因此我们应该编写一个类继承自Handler，然后在handleMessage()处理我们需要的操作。

下面我们通过跟踪代码分析在Android中是如何处理消息。首先贴上测试代码：

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/** * * @author coolszy * @blog http://blog.youkuaiyun.com/coolszy * */ public  class  MessageService  extends  Service {      private  static  final  String TAG =  "MessageService" ;      private  static  final  int  KUKA =  0 ;        private  Looper looper;      private  ServiceHandler handler;        /**       * 由于处理消息是在Handler的handleMessage()方法中，因此我们需要自己编写类       * 继承自Handler类，然后在handleMessage()中编写我们所需要的功能代码       * @author coolszy       *       */      private  final  class  ServiceHandler  extends  Handler      {          public  ServiceHandler(Looper looper)          {              super (looper);          }            @Override          public  void  handleMessage(Message msg)          {              // 根据what字段判断是哪个消息              switch  (msg.what)              {              case  KUKA:                  //获取msg的obj字段。我们可在此编写我们所需要的功能代码                  Log.i(TAG,  "The obj field of msg:"  + msg.obj);                  break ;              // other cases              default :                  break ;              }              // 如果我们Service已完成任务，则停止Service              stopSelf(msg.arg1);          }      }        @Override      public  void  onCreate()      {          Log.i(TAG,  "MessageService-->onCreate()" );            // 默认情况下Service是运行在主线程中，而服务一般又十分耗费时间，如果          // 放在主线程中，将会影响程序与用户的交互，因此把Service          // 放在一个单独的线程中执行          HandlerThread thread =  new  HandlerThread( "MessageDemoThread" , Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);          thread.start();            // 获取当前线程中的looper对象          looper = thread.getLooper();          //创建Handler对象，把looper传递过来使得handler、          //looper和messageQueue三者建立联系          handler =  new  ServiceHandler(looper);      }        @Override      public  int  onStartCommand(Intent intent,  int  flags,  int  startId)      {          Log.i(TAG,  "MessageService-->onStartCommand()" );            //从消息池中获取一个Message实例          Message msg = handler.obtainMessage();          // arg1保存线程的ID，在handleMessage()方法中          // 我们可以通过stopSelf(startId)方法，停止服务          msg.arg1 = startId;          // msg的标志          msg.what = KUKA;          // 在这里我创建一个date对象，赋值给obj字段          // 在实际中我们可以通过obj传递我们需要处理的对象          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 ;      } }

运行结果：

注：在测试代码中我们使用了HandlerThread类，该类是Thread的子类，该类运行时将会创建looper对象，使用该类省去了我们自己编写Thread子类并且创建Looper的麻烦。

下面我们分析下程序的运行过程：

1.onCreate()

首先启动服务时将会调用onCreate()方法，在该方法中我们new了一个HandlerThread对象，提供了线程的名字和优先级。

紧接着我们调用了start()方法，执行该方法将会调用HandlerThread对象的run()方法：

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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，系统给线程添加的Looper，同时调用了Looper的loop()方法：

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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();          }      } }

通过源码我们可以看到loop()方法是个死循环，将会不停的从MessageQueue对象中获取Message对象，如果MessageQueue 对象中不存在Message对象，则结束本次循环，然后继续循环；如果存在Message对象，则执行 msg.target.dispatchMessage(msg)，但是这个msg的.target字段的值是什么呢？我们先暂时停止跟踪源码，返回到onCreate()方法中。线程执行完start()方法后，我们可以获取线程的Looper对象，然后new一个ServiceHandler对象，我们把Looper对象传到ServiceHandler构造函数中将使handler、looper和messageQueue三者建立联系。

2.onStartCommand()

执行完onStart()方法后，将执行onStartCommand()方法。首先我们从消息池中获取一个Message实例，然后给Message对象的arg1、what、obj三个字段赋值。紧接着调用sendMessage(msg)方法，我们跟踪源代码，该方法将会调用sendMessageDelayed(msg, 0)方法，而sendMessageDelayed()方法又会调用sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis)方法，在该方法中我们要注意该句代码msg.target = this，msg的target指向了this，而this就是ServiceHandler对象，因此msg的target字段指向了ServiceHandler对象，同时该方法又调用MessageQueue 的enqueueMessage(msg, uptimeMillis)方法：

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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 ; }

该方法主要的任务就是把Message对象的添加到MessageQueue中（数据结构最基础的东西，自己画图理解下）。

handler.sendMessage()-->handler.sendMessageDelayed()-->handler.sendMessageAtTime()-->msg.target = this;queue.enqueueMessage==>把msg添加到消息队列中

3.handleMessage(msg)

onStartCommand()执行完毕后我们的Service中的方法就执行完毕了，那么handleMessage()是怎么调用的呢？在前面分析的loop()方法中，我们当时不知道msg的target字段代码什么，通过上面分析现在我们知道它代表ServiceHandler对象，msg.target.dispatchMessage(msg);则表示执行ServiceHandler对象中的dispatchMessage()方法：

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

该方法首先判断callback是否为空，我们跟踪的过程中未见给其赋值，因此callback字段为空，所以最终将会执行handleMessage()方法，也就是我们ServiceHandler类中复写的方法。在该方法将根据what字段的值判断执行哪段代码。

至此，我们看到，一个Message经由Handler的发送，MessageQueue的入队，Looper的抽取，又再一次地回到Handler的怀抱中。而绕的这一圈，也正好帮助我们将同步操作变成了异步操作。

下载代码：
Android-消息机制.rar