Android 异步消息处理机制 让你深入理解 Looper、Handler、Message三者关系

出处：http://blog.csdn.net/lmj623565791/article/details/38377229 ，本文出自【张鸿洋的博客】

很多人面试肯定都被问到过，请问Android中的Looper , Handler , Message有什么关系？本篇博客目的首先为大家从源码角度介绍3者关系，然后给出一个容易记忆的结论。

1、 概述

Handler 、 Looper 、Message 这三者都与Android异步消息处理线程相关的概念。那么什么叫异步消息处理线程呢？ 异步消息处理线程启动后会进入一个无限的循环体之中，每循环一次，从其内部的消息队列中取出一个消息，然后回调相应的消息处理函数，执行完成一个消息后则继续循环。若消息队列为空，线程则会阻塞等待。

说了这一堆，那么和Handler 、 Looper 、Message有啥关系？其实Looper负责的就是创建一个MessageQueue，然后进入一个无限循环体不断从该MessageQueue中读取消息，而消息的创建者就是一个或多个Handler 。

2、 源码解析

1、Looper

对于Looper主要是prepare()和loop()两个方法。 首先看prepare()方法 [java] view plain copy public static final void prepare() {          if (sThreadLocal.get() != null) {              throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");          }          sThreadLocal.set(new Looper(true));  }   sThreadLocal是一个ThreadLocal对象，可以在一个线程中存储变量。可以看到，在第5行，将一个Looper的实例放入了ThreadLocal，并且2-4行判断了sThreadLocal是否为null，否则抛出异常。这也就说明了Looper.prepare()方法不能被调用两次，同时也保证了一个线程中只有一个Looper实例~相信有些哥们一定遇到这个错误。 下面看Looper的构造方法： [java] view plain copy private Looper(boolean quitAllowed) {          mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);          mRun = true;          mThread = Thread.currentThread();  }   在构造方法中，创建了一个MessageQueue（消息队列）。 然后我们看loop()方法： [java] view plain copy public static void loop() {          final Looper me = myLooper();          if (me == null) {              throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");          }          final MessageQueue queue = me.mQueue;            // Make sure the identity of this thread is that of the local process,          // and keep track of what that identity token actually is.          Binder.clearCallingIdentity();          final long ident = Binder.clearCallingIdentity();            for (;;) {              Message msg = queue.next(); // might block              if (msg == null) {                  // No message indicates that the message queue is quitting.                  return;              }                // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger              Printer logging = me.mLogging;              if (logging != null) {                  logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +                          msg.callback + ": " + msg.what);              }                msg.target.dispatchMessage(msg);                if (logging != null) {                  logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);              }                // Make sure that during the course of dispatching the              // identity of the thread wasn't corrupted.              final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();              if (ident != newIdent) {                  Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"                          + Long.toHexString(ident) + " to 0x"                          + Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "                          + msg.target.getClass().getName() + " "                          + msg.callback + " what=" + msg.what);              }                msg.recycle();          }  }   第2行： public static Looper myLooper() { return sThreadLocal.get(); } 方法直接返回了sThreadLocal存储的Looper实例，如果me为null则抛出异常，也就是说looper方法必须在prepare方法之后运行。 第6行：拿到该looper实例中的mQueue（消息队列） 13到45行：就进入了我们所说的无限循环。 14行：取出一条消息，如果没有消息则阻塞。 27行：使用调用 msg.target.dispatchMessage(msg);把消息交给msg的target的dispatchMessage方法去处理。Msg的target是什么呢？其实就是handler对象，下面会进行分析。 44行：释放消息占据的资源。 Looper主要作用： 1、 与当前线程绑定，保证一个线程只会有一个Looper实例，同时一个Looper实例也只有一个MessageQueue。 2、 loop()方法，不断从MessageQueue中去取消息，交给消息的target属性的dispatchMessage去处理。 好了，我们的异步消息处理线程已经有了消息队列（MessageQueue），也有了在无限循环体中取出消息的哥们，现在缺的就是发送消息的对象了，于是乎：Handler登场了。

2、Handler

使用Handler之前，我们都是初始化一个实例，比如用于更新UI线程，我们会在声明的时候直接初始化，或者在onCreate中初始化Handler实例。所以我们首先看Handler的构造方法，看其如何与MessageQueue联系上的，它在子线程中发送的消息（一般发送消息都在非UI线程）怎么发送到MessageQueue中的。 [java] view plain copy public Handler() {          this(null, false);  }  public Handler(Callback callback, boolean async) {          if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {              final Class<? extends Handler> klass = getClass();              if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&                      (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {                  Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +                      klass.getCanonicalName());              }          }            mLooper = Looper.myLooper();          if (mLooper == null) {              throw new RuntimeException(                  "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");          }          mQueue = mLooper.mQueue;          mCallback = callback;          mAsynchronous = async;      }  

14行：通过Looper.myLooper()获取了当前线程保存的Looper实例，然后在19行又获取了这个Looper实例中保存的MessageQueue（消息队列），这样就保证了handler的实例与我们Looper实例中MessageQueue关联上了。

然后看我们最常用的sendMessage方法

[java] view plain copy public final boolean sendMessage(Message msg)   {       return sendMessageDelayed(msg, 0);   }   [java] view plain copy public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {       Message msg = Message.obtain();       msg.what = what;       return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);   }   [java] view plain copy public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)     {         if (delayMillis < 0) {             delayMillis = 0;         }         return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);     }   [java] view plain copy public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {         MessageQueue queue = mQueue;         if (queue == null) {             RuntimeException e = new RuntimeException(                     this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");             Log.w("Looper", e.getMessage(), e);             return false;         }         return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);     }  

辗转反则最后调用了sendMessageAtTime，在此方法内部有直接获取MessageQueue然后调用了enqueueMessage方法，我们再来看看此方法：

[java] view plain copy private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {         msg.target = this;         if (mAsynchronous) {             msg.setAsynchronous(true);         }         return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);     }  

enqueueMessage中首先为meg.target赋值为this，【如果大家还记得Looper的loop方法会取出每个msg然后交给msg,target.dispatchMessage(msg)去处理消息】，也就是把当前的handler作为msg的target属性。最终会调用queue的enqueueMessage的方法，也就是说handler发出的消息，最终会保存到消息队列中去。

现在已经很清楚了Looper会调用prepare()和loop()方法，在当前执行的线程中保存一个Looper实例，这个实例会保存一个MessageQueue对象，然后当前线程进入一个无限循环中去，不断从MessageQueue中读取Handler发来的消息。然后再回调创建这个消息的handler中的dispathMessage方法，下面我们赶快去看一看这个方法：

[java] view plain copy public void dispatchMessage(Message msg) {          if (msg.callback != null) {              handleCallback(msg);          } else {              if (mCallback != null) {                  if (mCallback.handleMessage(msg)) {                      return;                  }              }              handleMessage(msg);          }      }   可以看到，第10行，调用了handleMessage方法，下面我们去看这个方法： [java] view plain copy /**    * Subclasses must implement this to receive messages.    */    public void handleMessage(Message msg) {    }       可以看到这是一个空方法，为什么呢，因为消息的最终回调是由我们控制的，我们在创建handler的时候都是复写handleMessage方法，然后根据msg.what进行消息处理。

例如：

[java] view plain copy private Handler mHandler = new Handler()      {          public void handleMessage(android.os.Message msg)          {              switch (msg.what)              {              case value:                                    break;                default:                  break;              }          };      };   到此，这个流程已经解释完毕，让我们首先总结一下

1、首先Looper.prepare()在本线程中保存一个Looper实例，然后该实例中保存一个MessageQueue对象；因为Looper.prepare()在一个线程中只能调用一次，所以MessageQueue在一个线程中只会存在一个。

2、Looper.loop()会让当前线程进入一个无限循环，不端从MessageQueue的实例中读取消息，然后回调msg.target.dispatchMessage(msg)方法。

3、Handler的构造方法，会首先得到当前线程中保存的Looper实例，进而与Looper实例中的MessageQueue想关联。

4、Handler的sendMessage方法，会给msg的target赋值为handler自身，然后加入MessageQueue中。

5、在构造Handler实例时，我们会重写handleMessage方法，也就是msg.target.dispatchMessage(msg)最终调用的方法。

好了，总结完成，大家可能还会问，那么在Activity中，我们并没有显示的调用Looper.prepare()和Looper.loop()方法，为啥Handler可以成功创建呢，这是因为在Activity的启动代码中，已经在当前UI线程调用了Looper.prepare()和Looper.loop()方法。

3、Handler post

今天有人问我，你说Handler的post方法创建的线程和UI线程有什么关系？

其实这个问题也是出现这篇博客的原因之一；这里需要说明，有时候为了方便，我们会直接写如下代码：

[java] view plain copy mHandler.post(new Runnable()          {              @Override              public void run()              {                  Log.e("TAG", Thread.currentThread().getName());                  mTxt.setText("yoxi");              }          });   然后run方法中可以写更新UI的代码，其实这个Runnable并没有创建什么线程，而是发送了一条消息，下面看源码： [java] view plain copy public final boolean post(Runnable r)     {        return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);     }   [java] view plain copy private static Message getPostMessage(Runnable r) {        Message m = Message.obtain();        m.callback = r;        return m;    }   可以看到，在getPostMessage中，得到了一个Message对象，然后将我们创建的Runable对象作为callback属性，赋值给了此message.

注：产生一个Message对象，可以new  ，也可以使用Message.obtain()方法；两者都可以，但是更建议使用obtain方法，因为Message内部维护了一个Message池用于Message的复用，避免使用new 重新分配内存。

[java] view plain copy public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)     {         if (delayMillis < 0) {             delayMillis = 0;         }         return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);     }   [java] view plain copy public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {         MessageQueue queue = mQueue;         if (queue == null) {             RuntimeException e = new RuntimeException(                     this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");             Log.w("Looper", e.getMessage(), e);             return false;         }         return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);     }   最终和handler.sendMessage一样，调用了sendMessageAtTime，然后调用了enqueueMessage方法，给msg.target赋值为handler，最终加入MessagQueue.

可以看到，这里msg的callback和target都有值，那么会执行哪个呢？

其实上面已经贴过代码，就是dispatchMessage方法：

[java] view plain copy public void dispatchMessage(Message msg) {         if (msg.callback != null) {             handleCallback(msg);         } else {             if (mCallback != null) {                 if (mCallback.handleMessage(msg)) {                     return;                 }             }             handleMessage(msg);         }     }   第2行，如果不为null，则执行callback回调，也就是我们的Runnable对象。

好了，关于Looper , Handler , Message 这三者关系上面已经叙述的非常清楚了。

最后来张图解：

希望图片可以更好的帮助大家的记忆~~

4、后话

其实Handler不仅可以更新UI，你完全可以在一个子线程中去创建一个Handler，然后使用这个handler实例在任何其他线程中发送消息，最终处理消息的代码都会在你创建Handler实例的线程中运行。

[java] view plain copy new Thread()          {              private Handler handler;              public void run()              {                    Looper.prepare();                                    handler = new Handler()                  {                      public void handleMessage(android.os.Message msg)                      {                          Log.e("TAG",Thread.currentThread().getName());                      };                  };<pre code_snippet_id="445431" snippet_file_name="blog_20140808_19_1943618" name="code" class="java">                               Looper.loop();                                                                                                                              }             </pre>   Android不仅给我们提供了异步消息处理机制让我们更好的完成UI的更新，其实也为我们提供了异步消息处理机制代码的参考~~不仅能够知道原理，最好还可以将此设计用到其他的非Android项目中去~~

最新补充：

关于后记，有兄弟联系我说，到底可以在哪使用，见博客：Android Handler 异步消息处理机制的妙用 创建强大的图片加载类