前言
- Android的消息机制主要是指Handler的运行机制
- Handler在工作中普遍会用到，在面试中也是常见的面试题之一。
1、 Android消息机制模型
原理图.png
以上模型的解释：
- 以Handler的sendMessage方法为例，当发送一个消息后，会将此消息加入消息队列MessageQueue中。
- Looper负责去遍历消息队列并且将消息队列中的消息分发给对应的Handler进行处理。
- 在Handler的handleMessage方法中处理该消息，这就完成了一个消息的发送和处理过程。
这里从图中可以看到参与消息处理有四个对象：Handler、Message、MessageQueue、Looper。
2、代码分析----ThreadLocal
在分析图上涉及到的四个对象之前，先分析一下背后默默工作的一个类：ThreadLocal。
定义
ThreadLocal是一个线程内部的数据存储类，通过它可以在指定的线程中存储数据，数据存储以后，只有再指定线程中可以获取到存储的数据，对于其他线程来说则无法获取到数据。
例子
public void test() {
//创建一个本地线程
ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<String>() {
@Override
protected String initialValue() {
//重写初始化方法，默认返回null
return "XXXX";
}
};
System.out.println("线程threadlocal:" + threadLocal.get());
}
打印结果：线程threadlocal:XXXX
现在分析代码流程，看一下最终是如何打印的"XXXX"，首先看一下ThreadLocal的get方法：
//ThreadLocal的get方法
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();//获取到当前线程
//获取当前线程的threadLocals属性，注释1
ThreadLocalMap map = getMap(t);
//在此之前并没有为当前线程的threadLocals属性赋值，所以map为null，跳过if判断
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
return setInitialValue();//<-----进入，注释2
}
//注释1：获取当前线程的ThreadLocalMap属性
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
//注释2：
private T setInitialValue() {
T value = initialValue();//子类覆盖的方法，这里子类返回的是"XXXX"
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
//同上，这里map也未曾赋值，map为null，跳过
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);//<----进入，注释3
return value;//返回子类返回的值，及"XXXX"
}
//注释3：为当前线程的threadLocals属性赋值
//ThreadLocalMap的key为ThreadLocal自己，value为子类覆盖initialValue方法返回的值
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
总结：调用ThreadLocal中的get方法时，先会取当前线程中的threadLocals属性，如果为空的话，则会执行ThreadLocal中的initalValue方法，然后调用createMap方法为当前线程的threadLocals赋值，最终把initalValue的值返回。
接下来看下个例子：
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
String value = threadLocal.get();
System.out.println("thread_1:" + value);
threadLocal.set("YYYY");
String value2 = threadLocal.get();
System.out.println("thread_1:" + value2);
}
});
thread.start();
打印结果：
thread_1:XXXX
thread_1:YYYY
分析：
第一次打印的结果是"XXXX"，原理同上面例子的总结；
第二次打印的结果是"YYYY"，看下ThreadLocal的set方法：
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
//这里map已经赋值，所以map不为空
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);//修改以当前线程对应的ThreadLocal为key的value值，即"XXXX"改为"YYYY"。
else
createMap(t, value);
}
再回到get方法：
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
//map不为空
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;//返回map中对应的value值
return result;
}
}
return setInitialValue();
}
总结：ThreadLocal的set方法修改当前线程相关的ThreadLocal对象对应的value。
3、流程分析
分析完ThreadLocal是如何工作的，接下来看一下ThreadLocal在Handler中是如果摸摸工作的。
启动App，Looper初始化
启动App时Looper开始工作.png
App启动的入口时ActivityThread类的main方法，在main方法中调用Looper.prepareMainLooper对Looper进行初始化操作(关键代码)：
//ActivityThread类：
public static void main(String[] args) {
...
Looper.prepareMainLooper();
...
Looper.loop();
...
}
//Looper类
static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
public static void prepareMainLooper() {
prepare(false);
synchronized (Looper.class) {
if (sMainLooper != null) {
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
}
sMainLooper = myLooper();
}
}
//创建主线程Looper对象
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}
//创建了主线程Looper对应的消息队列
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
创建handler
创建Handler.png
关键代码：
//(以主线程为例)
public Handler(@Nullable Callback callback, boolean async) {
...
mLooper = Looper.myLooper();//获取当前线程对应的Looper
...
mQueue = mLooper.mQueue;//获取当前线程消息队列
...
}
消息发送
消息发送.png
消息的发送，最后会调用Handler的enqueueMessage方法：
//Handler类:
private boolean enqueueMessage(@NonNull MessageQueue queue, @NonNull Message msg,
long uptimeMillis) {
//将handler赋值给msg的target属性
msg.target = this;
....
//调用MessageQueue中的enqueueMessage方法，将消息加入消息队列中
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
消息处理
Looper轮询消息队列
Looper轮询消息队列.png
关键代码：
//Looper类：
public static void loop() {
...
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
...
//msg.target为Handler对象，即这里调用handler的dispatchMessage方法分发消息
msg.target.dispatchMessage(msg);
...
}
}
//Handler类：
public void dispatchMessage(@NonNull Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
//执行创建Handler时重写的handleMessage方法。
handleMessage(msg);
}
}
到这里，Handler机制就算是大体的讲完了。
此只作为笔记，有不准确的的地方希望指正，谢谢！
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