要点提炼|开发艺术之消息机制
Android的消息机制指的是Handler的运行机制，本篇将总结Handler机制的相关知识点：
- 消息机制概述
- 消息机制分析
1.消息机制概述
a.作用：跨线程通信。
b.常用场景：当子线程中进行耗时操作后需要更新UI时，通过Handler将有关UI的操作切换到主线程中执行。
系统不建议在子线程访问UI的原因：UI控件非线程安全，在多线程中并发访问可能会导致UI控件处于不可预期的状态。而不对UI控件的访问加上锁机制的原因有：
- 上锁会让UI控件变得复杂和低效
- 上锁后会阻塞某些进程的执行
c.四要素：
- Message（消息）：需要被传递的消息，其中包含了消息ID，消息处理对象以及处理的数据等，由MessageQueue统一列队，最终由Handler处理。
- MessageQueue（消息队列）：用来存放Handler发送过来的消息，内部通过单链表的数据结构来维护消息列表，等待Looper的抽取。
-
Handler（处理者）：负责Message的发送及处理。
- Handler.sendMessage()：向消息池发送各种消息事件。
- Handler.handleMessage() ：处理相应的消息事件。
- Looper（消息泵）：通过Looper.loop()不断地从MessageQueue中抽取Message，按分发机制将消息分发给目标处理者。
Thread（线程）：负责调度整个消息循环，即消息循环的执行场所。
存在关系：
- 一个Thread只能有一个Looper，可以有多个Handler；
- Looper有一个MessageQueue，可以处理来自多个Handler的Message；
- MessageQueue有一组待处理的Message，这些Message可来自不同的Handler；
- Message中记录了负责发送和处理消息的Handler；
- Handler中有Looper和MessageQueue；
关系
数量关系
图片来源：android的消息处理机制之Looper,Handler,Message
d.实现方法：
- 在主线程实例化一个全局的Handler对象；
- 在需要执行UI操作的子线程里实例化一个Message并填充必要数据，调用Handler.sendMessage(Message msg)方法发送出去；
- 复写handleMessage()方法，对不同Message执行相关操作；
2.消息机制分析
a.工作流程：
-
Handler.sendMessage()发送消息时，会通过MessageQueue.enqueueMessage()向MessageQueue中添加一条消息； - 通过
Looper.loop()开启循环后，不断轮询调用MessageQueue.next()； - 调用目标
Handler.dispatchMessage()去传递消息，目标Handler收到消息后调用Handler.handlerMessage()处理消息。
简单来看，即
Handler将Message发送到Looper的成员变量MessageQueue中，之后Looper不断循环遍历MessageQueue从中读取Message，最终回调给Handler处理。如图：
b.工作原理：
- (1)Looper的创建：先从应用程序的入口函数
ActivityThread.main()看起，在这里(主线程)系统自动创建了Looper，主要方法：
//主线程中不需要自己创建Looper
public static void main(String[] args) {
......
Looper.prepareMainLooper();//为主线程创建Looper，该方法内部又调用 Looper.prepare()
......
Looper.loop();//开启消息轮询
......
}
注意：
- 子线程的Looper需要手动去创建，标准写法是：
//子线程中需要自己创建一个Looper
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Looper.prepare();//为子线程创建Looper
Looper.loop(); //开启消息轮询
}
}).start();
- 无论是主线程还是子线程，Looper只能被创建一次，即一个Thread只有一个Looper。
- 所创建的Looper会保存在ThreadLocal（线程本地存储区）中，它不是线程，作用是帮助Handler获得当前线程的Looper。更多讲解见ThreadLocal详解
- (2)MessageQueue的创建：在Looper的构造函数创建了一个MessageQueue：
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
- (3)Message轮询及处理：有了Looper和MessageQueue之后通过
Looper.loop()开启消息轮询：
public static void loop() {
......
for (;;) {//死循环
Message msg = queue.next(); //用于提取下一条信息，该方法里同样有个for(;;)死循环，当没有可处理该Message的Handler时，会一直阻塞
if (msg == null) {
return;
}
......
try {
msg.target.dispatchMessage(msg);//如果从MessageQueue中拿到Message，由和它绑定的Handler(msg.target)将它发送到MessageQueue
end = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
} finally {
if (traceTag != 0) {
Trace.traceEnd(traceTag);
}
}
......
}
- 现在就剩创建Handler及Message发送了。(4)先看Handler的创建：有两种形式的Handler：
//第一种:send方式的Handler创建
Handler handler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
//如UI操作
}
};
//第二种：post方式的Handler创建
Handler handler = new Handler();
注意：创建Handler实例之前必须先创建Looper实例，否则会抛RuntimeException。
- (5) Message的发送：
对于send方式的Handler：创建好一个Message后，调用Handler的以下几种常见的方法来发送消息：
sendEmptyMessage(); //发送空消息
sendEmptyMessageAtTime(); //发送按照指定时间处理的空消息
sendEmptyMessageDelayed(); //发送延迟指定时间处理的空消息
sendMessage(); //发送一条消息
sendMessageAtTime(); //发送按照指定时间处理的消息
sendMessageDelayed(); //发送延迟指定时间处理的消息
sendMessageAtFrontOfQueue(); //将消息发送到消息队头
对于post方式的Handler，可在子线程直接调用Handler的以下几种常见方法，使得切换到主线程：
post(Runnable r)
postAtFrontOfQueue(Runnable r)
postAtTime(Runnable r, Object token, long uptimeMillis)
postAtTime(Runnable r, long uptimeMillis)
postDelayed(Runnable r, long delayMillis)
//例如，postDelayed()方法
handler.postDelayed(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//如UI操作
}
},300);
通过以上各种Handler的发送方法，都会依次调用 Handler.sendMessageDelayed->Handler.sendMessageAtTime()->MessageQueue.enqueueMessage() 最终将Message发送到MessageQueue。
至此从源码已走过一遍流程。
推荐阅读：深入了解Android的消息机制(源码)
最后，将Handler机制汇总到一张图：
现在，这里有一些有关消息机制的Questions，考考自己吧！
希望这篇文章对你有帮助~
