Looper源码探究—Android消息机制
Android消息机制探究
Looper Handler 之间有什么关系：
首先看一个handler的使用例子：
Handler handler = new Handler(){
@Override
public void dispatchMessage(Message msg) {
super.dispatchMessage(msg);
}
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
}
};
handler.sendEmptyMessage(1);
貌似主动创建就可以使用，但是如果是在子线程此方法是行不通的，具体原因是因为在ActivityThread中（app启动的的第一步ActivityThread的main方法）在启动前已经为其做好了充足的准备：
Looper.prepareMainLooper();
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}
//省略 无用代码
Looper.loop();
至于为什么要在这里创建 一句话，activity的生命周期大部分都是由handler来触发和控制的，handler在使用前就需要为其准备好looper
因而在子线程创建并使用handler需要进行如下准备：
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
Handler handler = new Handler() {
@Override
public void dispatchMessage(Message msg) {
super.dispatchMessage(msg);
}
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
}
};
handler.sendEmptyMessage(1);
Looper.loop();
}
}).start();
由此我们可以确定一个对应关系： 一个 thread(一开始创建的线程默认为主线程) 对应 多个Handler 至于对应几个Looper我们向下看
//子线程中使用的方法
/** Initialize the current thread as a looper.
* This gives you a chance to create handlers that then reference
* this looper, before actually starting the loop. Be sure to call
* {@link #loop()} after calling this method, and end it by calling
* {@link #quit()}.
*/
public static void prepare() {
prepare(true);
}
／／在activityThread中创建的方法
/**
* Initialize the current thread as a looper, marking it as an
* application's main looper. The main looper for your application
* is created by the Android environment, so you should never need
* to call this function yourself. See also: {@link #prepare()}
*/
public static void prepareMainLooper() {
prepare(false);
synchronized (Looper.class) {
if (sMainLooper != null) {
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
}
sMainLooper = myLooper();
}
}
共同点 都调用了prepare(boolean quitAllowed) 只是入参不同，但是根据入参名称可以看出 这个入参之时决定是否允许退出。
然而 prepare(boolean quitAllowed);这个方法仿佛开启了一个异界的大门
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));／／重点 看这里
}
从这里可以看到原来这个prepare()只是干了一件事，创建一个looper然后放在sThreadLocal里。
至于sThreadLocal是个啥东西 看这里：ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
看到了吗？
ThreadLocal
ThreadLocal!!! 就是我们经常听说但是并没有什么实际使用场景的ThreadLocal
但是这里就出现了ThreadLocal的使用场景。
惯例先给ThreadLocal进行下说明：
1 是一个线程内部的数据存储类
2 通过它可以在制定的线程中存储数据
3 只有在指定的线程中可以获取到存储的数据
由此 我明白了一些事情：
1 虽然每次都是new 一个新的 但是面对主线程的looper在代码中还是进行的防范重复创建：
synchronized (Looper.class) {
if (sMainLooper != null) {
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
}
sMainLooper = myLooper();//myLooper()这个方法稍后研究
}
2 对应关系可以继续补充了： Thread ——> N*Handler Thread->Looper 一个线程里只有一个looper（在threadlocal中保存着）虽然可以有多个handler实例但是都是在一个looper中。
看到这里 我又有了新的问题：Thread是怎么区分线程的，毕竟只是一个set方法难道就ok了？让我们看看set方法：
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
根据变量名就能发现 原来是ThreadLocal内部维护着一个map --- ThreadLocalMap，这个map的key就是当前的线程，而且还是懒加载呢，看来这些小技巧也没有被这些大牛们ingore
我又有问题了这个ThreadLocalMap 是什么map？ hashMap还是？
ThreadLocalMap(ThreadLocal firstKey, Object firstValue) {
table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
size = 1;
setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}
于是乎我就顺手看了其创建方法，key的生成方式还是依据hash值，原来是放在一个初始长度是16的数组中，就是一个简易的hashmap
回归正题，想知道 handler和looper的关系，还得深入looper来看：new Looper(quitAllowed)
···
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
···
哈哈哈 ，看到这里我笑了 本来我们是要找looper 和 handler的关系 怎么就冒出来一个MessageQueue，呵呵 看来 关系图要加上一笔，简直是意外收获啊，确认关系：thread ——> looper -> MessageQueue
(handler就先不考虑的)
MessageQueue
它就是Android中大名鼎鼎的消息队列，
1 它主要工作只有两部：插入和读取 enqueueMessage,next
2 虽然叫消息队列但实际上是通过单向链表维护数据结构（单向链表在插入和删除上比较有优势）
说起它是单向链表 我很好奇啊 这个单向链表是怎么实现的？
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
／／省略
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
Message prev;
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;
}
}
删掉一些辅助类代码和注释 也不长就是一个判断 但是根据判断就明白了 原来 MessageQueue所谓的链表原来是 这样的结果 Message 对象，但是Message对象有个next属性用来记录下一个对象的引用
如图所示：
Looper源码探究—Android消息机制
再看看如果获取消息：虽然是精简过的但是也不少，因为它还要考虑到延时消息怎么搞的问题
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
if (msg != null && msg.target == null) {
// Stalled by a barrier. Find the next asynchronous message in the queue.
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
if (msg != null) {
if (now < msg.when) {
// Next message is not ready. Set a timeout to wake up when it is ready.
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
} else {
// Got a message.
mBlocked = false;
if (prevMsg != null) {
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null;
if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
msg.markInUse();
return msg;
}
} else {
// No more messages.
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
耐心看完，其实你可以发现：message的排列顺序 有多少个 messagequeue都不知道或者说不关心，也没有提供向上追溯的方法，而且看了代码才理解了“消费”这个词，当message被消费掉了，mMessage就会被替换成下一个message。简直是精妙！
上面介绍了这么多其实消息队列还没有跑起来呢，回到问题，即然是想要让消息机制运转起来，还有一段很重要的话：Looper.loop()
Looper
loop() 第一句代码就是 final Looper me = myLooper();
呵呵 myLooper() 到你了吧，这句话干嘛呢？让我看一下：
public static @Nullable Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}
实现很简单，就是从LocalThread中获取到当前的looper
接下来 就是惨无人道的一通遍历(死循环啊)
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
//省略
msg.target.dispatchMessage(msg);
／／省略
}
无脑从消息队列中获取 next直到next是null，但是如果next取不到东西 其实就说明消息队列没有内容，messagequeue这时候其实已经是阻塞的了（调用native方法终止循环）最终消息是怎么被处理的呢？ 看到没 msg.target.dispatchMessage(msg)
呵呵 你知道target对象是谁吗？
没错就是 Handler
Handler
handler啊 说白了就是个生产者，整天造垃圾向传送带（messagequeue）上扔，怎么扔呢：
public final boolean sendMessageAtFrontOfQueue(Message msg) {
MessageQueue queue = mQueue;
//省略
return enqueueMessage(queue, msg, 0);
}
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
原来handler中有messagequeue的引用啊，什么时候有的？
mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
mQueue = mLooper.mQueue;
原来是创建的时候啊，其实什么时候都无所谓 因为想要looper 调用静态方法Looper.myLooper()就得到了。
哈哈 这下算是形成了一个闭环 ，handler（扔垃圾者）——》MessageQueue（垃圾车收垃圾）——》Looper（从垃圾车上捡垃圾，问垃圾是谁扔的你）——》handler（处理自己造的垃圾）
