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深入剖析Android消息機制

摘要： 在Android中，線程內部或者線程之間進行信息交互時經常會使用消息，這些基礎的東西如果我們熟悉其內部的原理，將會使我們容易、更好地架構系統，避免一些低級的錯誤。

關鍵詞： 嵌入式操作系統 Android 消息機制

Abstract：

Key words :

　　在Android 中，線程內部或者線程之間進行信息交互時經常會使用消息，這些基礎的東西如果我們熟悉其內部的原理，將會使我們容易、更好地架構系統，避免一些低級的錯誤。在學習Android中消息機制之前，我們先了解與消息有關的幾個類：

　　1.Message

　　消息對象，顧名思義就是記錄消息信息的類。這個類有幾個比較重要的字段：

　　a.arg1和arg2：我們可以使用兩個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多項到消息的接受者中。

　　c.what：這個字段可以說是消息的標志，在消息處理中，我們可以根據這個字段的不同的值進行不同的處理，類似于我們在處理Button事件時，通過switch（v.getId（））判斷是點擊了哪個按鈕。

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

　　2.MessageQueue

　　消息隊列，用來存放Message對象的數據結構，按照“先進先出”的原則存放消息。存放并非實際意義的保存，而是將Message對象以鏈表的方式串聯起來的。MessageQueue對象不需要我們自己創建，而是有Looper對象對其進行管理，一個線程最多只可以擁有一個 MessageQueue。我們可以通過Looper.myQueue（）獲取當前線程中的MessageQueue。

　　3.Looper

　　MessageQueue的管理者，在一個線程中，如果存在Looper對象，則必定存在MessageQueue對象，并且只存在一個Looper對象和一個MessageQueue對象。在Android 系統中，除了主線程有默認的Looper對象，其它線程默認是沒有Looper對象。如果想讓我們新創建的線程擁有Looper對象時，我們首先應調用Looper.prepare（）方法，然后再調用Looper.loop（）方法。典型的用法如下：

　　view plaincopy to clipboardprint？

　　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（）獲取當前應用系統中主線程的Looper對象。在這個地方有一點需要注意，假如Looper對象位于應用程序主線程中，則Looper.myLooper（）和Looper.getMainLooper（）獲取的是同一個對象。

　　1.Message

　　消息對象，顧名思義就是記錄消息信息的類。這個類有幾個比較重要的字段：

　　a.arg1和arg2：我們可以使用兩個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多項到消息的接受者中。

　　2.MessageQueue

　　3.Looper

　　view plaincopy to clipboardprint？

　　class LooperThread extends Thread

　　{

　　public Handler mHandler;

　　public void run（）

　　{

　　Looper.prepare（）;

　　//其它需要處理的操作

　　Looper.loop（）;

　　}

　　4.Handler

　　消息的處理者。通過Handler對象我們可以封裝Message對象，然后通過sendMessage（msg）把Message對象添加到 MessageQueue中；當MessageQueue循環到該Message時，就會調用該Message對象對應的handler對象的 handleMessage（）方法對其進行處理。由于是在handleMessage（）方法中處理消息，因此我們應該編寫一個類繼承自 Handler，然后在handleMessage（）處理我們需要的操作。

　　view plaincopy to clipboardprint？

　　# 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what字段判斷是哪個消息

　　# 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，則停止Service

　　# stopSelf（msg.arg1）;

　　# }

　　# @Override

　　# public void onCreate（）

　　# {

　　# Log.i（TAG， “MessageService-->onCreate（）”）;

　　# // 默認情況下Service是運行在主線程中，而服務一般又十分耗費時間，如果

　　# // 放在主線程中，將會影響程序與用戶的交互，因此把Service

　　# // 放在一個單獨的線程中執行

　　# HandlerThread thread = new HandlerThread（“MessageDemoThread”， Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND）;

　　# thread.start（）;

　　# // 獲取當前線程中的looper對象

　　# looper = thread.getLooper（）;

　　# //創建Handler對象，把looper傳遞過來使得handler、

　　# //looper和messageQueue三者建立聯系

　　# 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Message實例

　　# 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

　　# msg.arg1 = startId;

　　# // msg的標志

　　# msg.what = KUKA;

　　# // 在這里我創建一個date對象，賦值給obj字段

　　# // 在實際中我們可以通過obj傳遞我們需要處理的對象

　　# 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;

　　# }

　　注：在測試代碼中我們使用了HandlerThread類，該類是Thread的子類，該類運行時將會創建looper對象，使用該類省去了我們自己編寫Thread子類并且創建Looper的麻煩。

　　下面我們通過查看源碼，分析下程序的運行過程：

　　1.onCreate（）

　　首先啟動服務時將會調用onCreate（）方法，在該方法中我們new了一個HandlerThread對象，提供了線程的名字和優先級。

　　緊接著我們調用了start（）方法，執行該方法將會調用HandlerThread對象的run（）方法：

　　view plaincopy to clipboardprint？

　　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，系統給線程添加的Looper，同時調用了Looper的loop（）方法：

　　view plaincopy to clipboardprint？

　　1. public static final void loop（） {

　　3. Looper me = myLooper（）;

　　4. MessageQueue queue = me.mQueue;

　　5. while （true） {

　　6. Message msg = queue.next（）; // might block

　　7. //if （！me.mRun） {

　　8. // break;

　　9. //}

　　10. if （msg ！= null） {

　　11. if （msg.target == null） {

　　12. // No target is a magic identifier for the quit message.

　　13. return;

　　14. }

　　15. if （me.mLogging！= null） me.mLogging.println（

　　16. “>>>>> Dispatching to ” + msg.target + “ ”

　　17. + msg.callback + “： ” + msg.what

　　18. ）;

　　19. msg.target.dispatchMessage（msg）;

　　20. if （me.mLogging！= null） me.mLogging.println（

　　21. “<<<<< Finished to ” + msg.target + “ ”

　　22. + msg.callback）;

　　23. msg.recycle（）;

　　24. }

　　25. }

　　26. }

　　通過源碼我們可以看到loop（）方法是個死循環，將會不停的從MessageQueue對象中獲取Message對象，如果MessageQueue 對象中不存在Message對象，則結束本次循環，然后繼續循環；如果存在Message對象，則執行 msg.target.dispatchMessage（msg），但是這個msg的.target字段的值是什么呢？我們先暫時停止跟蹤源碼，返回到 onCreate（）方法中。線程執行完start（）方法后，我們可以獲取線程的Looper對象，然后new一個ServiceHandler對象，我們把Looper對象傳到ServiceHandler構造函數中將使handler、looper和messageQueue三者建立聯系。

　　2.onStartCommand（）

　　執行完onStart（）方法后，將執行onStartCommand（）方法。首先我們從消息池中獲取一個Message實例，然后給 Message對象的arg1、what、obj三個字段賦值。緊接著調用sendMessage（msg）方法，我們跟蹤源代碼，該方法將會調用 sendMessageDelayed（msg， 0）方法，而sendMessageDelayed（）方法又會調用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對象，因此msg的target字段指向了 ServiceHandler對象，同時該方法又調用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;

　　# }

　　該方法主要的任務就是把Message對象的添加到MessageQueue中（數據結構最基礎的東西，自己畫圖理解下）。

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

　　3.handleMessage（msg）

　　onStartCommand（）執行完畢后我們的Service中的方法就執行完畢了，那么handleMessage（）是怎么調用的呢？在前面分析的loop（）方法中，我們當時不知道msg的target字段代碼什么，通過上面分析現在我們知道它代表ServiceHandler對象，msg.target.dispatchMessage（msg）;則表示執行ServiceHandler對象中的 dispatchMessage（）方法：

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　　1. public void dispatchMessage（Message msg） {

　　2. if （msg.callback ！= null） {

　　3. handleCallback（msg）;

　　4. } else {

　　5. if （mCallback ！= null） {

　　6. if （mCallback.handleMessage（msg）） {

　　7. return;

　　8. }

　　9. }

　　10. handleMessage（msg）;

　　11. }