今天做到一道面試題：Handler+Looper+MessageQueue+Message的關係
Handler+Looper+MessageQueue+Message的關係
Handler+Looper+MessageQueue這三者的關係其實就是Android的訊息機制。這塊內容相比開發人員都不陌生，在面試中，或者日常開發中都會碰到，今天就來講這三者的關係。
概述：
Handler 、 Looper 、Message 這三者都與Android非同步訊息處理執行緒相關的概念。那麼什麼叫非同步訊息處理執行緒呢？
非同步訊息處理執行緒啟動後會進入一個無限的迴圈體之中，每迴圈一次，從其內部的訊息佇列中取出一個訊息，然後回撥相應的訊息處理函式，執行完成一個訊息後則繼續迴圈。若訊息佇列為空，執行緒則會阻塞等待。 那麼Android訊息機制主要是指Handler的執行機制，Handler執行需要底層的MessageQueue和Looper支撐。其中MessageQueue採用的是單鏈表的結構，Looper可以叫做訊息迴圈。由於MessageQueue只是一個訊息儲存單元，不能去處理訊息，而Looper就是專門來處理訊息的，Looper會以無限迴圈的形式去查詢是否有新訊息，如果有的話，就處理，否則就一直等待著。 我們知道，Handler建立的時候會採用當前執行緒的Looper來構造訊息迴圈系統，需要注意的是，執行緒預設是沒有Looper的，如果需要使用Handler就必須為執行緒建立Looper，因為預設的UI主執行緒，也就是ActivityThread，ActivityThread被建立的時候就會初始化Looper，這也是在主執行緒中預設可以使用Handler的原因。關係圖：
先給出這三者之間的關係圖
原因：
前面提到的Handler+Looper+MessageQueue，這三者實際上是一個整體，我們在開發過程中接觸的最多是Handler。Handler的主要作用是將一個任務切換到某個指定的執行緒中去執行，那麼Androd為什麼要提供這個功能呢？ 這是因為Android規定UI只能在主執行緒中進行，如果在子執行緒中訪問UI，那麼程式就會崩潰，丟擲異常，這就是導致我們不能在主執行緒中進行耗時操作，否則會導致程式無法響應，即ANR，那要是我們想要從服務端獲取資料在UI上顯示怎麼辦呢，耗時的話我們一般在子執行緒中進行獲取，如何把獲取的資料呈現在主執行緒中呢，這其中就用到了Handler，Handler主要原因就是為了解決在子執行緒中無法訪問UI的矛盾。 可以在延伸下，系統為什麼不允許在子執行緒中訪問UI呢，這是因為Android的UI控制元件不是執行緒安全的，如果是多執行緒中併發訪問可能會導致UI控制元件處於不可控的狀態。Looper類
Looper扮演的角色就是訊息迴圈，不斷從MessageQueue中檢視是否有新訊息，如果有新訊息到來就會立刻處理，否則就一直祖塞在那裡，在它的構造方法，預設會建立一個MessageQueue的訊息佇列，然後將當前執行緒的物件儲存起來。
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private
Looper(boolean
quitAllowed) {
mQueue =new
MessageQueue(quitAllowed);
mRun =true;
mThread = Thread.currentThread();
}
|
對於Looper主要是prepare()和loop()兩個方法，首先看prepare()方法。
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是一個ThreadLocal物件，可以在一個執行緒中儲存變數。可以看到，在第5行，將一個Looper的例項放入了ThreadLocal，並且2-4行判斷了sThreadLocal是否為null，否則丟擲異常。這也就說明了Looper.prepare()方法不能被呼叫兩次，同時也保證了一個執行緒中只有一個Looper例項
然後我們看loop()方法：
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(); } }
方法直接返回了sThreadLocal儲存的Looper例項，如果me為null則丟擲異常，也就是說looper方法必須在prepare方法之後執行。
拿到該looper例項中的mQueue（訊息佇列）
就進入了我們所說的無限迴圈。
取出一條訊息，如果沒有訊息則阻塞。
使用呼叫 msg.target.dispatchMessage(msg);把訊息交給msg的target的dispatchMessage方法去處理。Msg的target是什麼呢？其實就是handler物件，下面會進行分析。
釋放訊息佔據的資源。
Looper主要作用：
1、 與當前執行緒繫結，保證一個執行緒只會有一個Looper例項，同時一個Looper例項也只有一個MessageQueue。
2、 loop()方法，不斷從MessageQueue中去取訊息，交給訊息的target屬性的dispatchMessage去處理。
好了，我們的非同步訊息處理執行緒已經有了訊息佇列（MessageQueue），也有了在無限迴圈體中取出訊息的哥們，現在缺的就是傳送訊息的物件了，於是乎：Handler登場了。
Handler類
Handler的工作主要是包含訊息的傳送和接受的過程。使用Handler之前，我們都是初始化一個例項，比如用於更新UI執行緒，我們會在宣告的時候直接初始化，或者在onCreate中初始化Handler例項。
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; }
通過Looper.myLooper()獲取了當前執行緒儲存的Looper例項，然後在19行又獲取了這個Looper例項中儲存的MessageQueue（訊息佇列），這樣就保證了handler的例項與我們Looper例項中MessageQueue關聯上了。
然後看我們最常用的sendMessage方法
public final boolean sendMessage(Message msg) { return sendMessageDelayed(msg, 0); } public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) { Message msg = Message.obtain(); msg.what = what; return sendMessageDelayed(msg, delayMillis); } public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis) { if (delayMillis < 0) { delayMillis = 0; } return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis); } 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); }
最後呼叫了sendMessageAtTime，在此方法內部有直接獲取MessageQueue然後呼叫了enqueueMessage方法，我們再來看看此方法：
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) { msg.target = this; if (mAsynchronous) { msg.setAsynchronous(true); } return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis); }
enqueueMessage中首先為meg.target賦值為this，如果大家還記得Looper的loop方法會取出每個msg然後交給msg,target.dispatchMessage(msg)去處理訊息，也就是把當前的handler作為msg的target屬性。最終會呼叫queue的enqueueMessage的方法，也就是說handler發出的訊息，最終會儲存到訊息佇列中去。
現在已經很清楚了Looper會呼叫prepare()和loop()方法，在當前執行的執行緒中儲存一個Looper例項，這個例項會儲存一個MessageQueue物件，然後當前執行緒進入一個無限迴圈中去，不斷從MessageQueue中讀取Handler發來的訊息。然後再回調建立這個訊息的handler中的dispathMessage方法，下面我們趕快去看一看這個方法：
public void dispatchMessage(Message msg) { if (msg.callback != null) { handleCallback(msg); } else { if (mCallback != null) { if (mCallback.handleMessage(msg)) { return; } } handleMessage(msg); } } /** * Subclasses must implement this to receive messages. */ public void handleMessage(Message msg) { }
可以看到這是一個空方法，為什麼呢，因為訊息的最終回撥是由我們控制的，我們在建立handler的時候都是複寫handleMessage方法，然後根據msg.what進行訊息處理。
總結下：1、首先Looper.prepare()在本執行緒中儲存一個Looper例項，然後該例項中儲存一個MessageQueue物件；因為Looper.prepare()在一個執行緒中只能呼叫一次，所以MessageQueue在一個執行緒中只會存在一個。
2、Looper.loop()會讓當前執行緒進入一個無限迴圈，不端從MessageQueue的例項中讀取訊息，然後回撥msg.target.dispatchMessage(msg)方法。
3、Handler的構造方法，會首先得到當前執行緒中儲存的Looper例項，進而與Looper例項中的MessageQueue想關聯。
4、Handler的sendMessage方法，會給msg的target賦值為handler自身，然後加入MessageQueue中。
5、在構造Handler例項時，我們會重寫handleMessage方法，也就是msg.target.dispatchMessage(msg)最終呼叫的方法。
Handler Post
看程式碼
public final boolean post(Runnable r) { return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0); } private static Message getPostMessage(Runnable r) { Message m = Message.obtain(); m.callback = r; return m; } public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis) { if (delayMillis < 0) { delayMillis = 0; } return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis); } 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); }
可以看到，在getPostMessage中，得到了一個Message物件，然後將我們建立的Runable物件作為callback屬性，賦值給了此message.
注：產生一個Message物件，可以new ，也可以使用Message.obtain()方法；兩者都可以，但是更建議使用obtain方法，因為Message內部維護了一個Message池用於Message的複用，避免使用new 重新分配記憶體。最終和handler.sendMessage一樣，呼叫了sendMessageAtTime，然後呼叫了enqueueMessage方法，給msg.target賦值為handler，最終加入MessagQueue.
可以看到，這裡msg的callback和target都有值，那麼會執行哪個呢？
dispatchMessage方法
public void dispatchMessage(Message msg) { if (msg.callback != null) { handleCallback(msg); } else { if (mCallback != null) { if (mCallback.handleMessage(msg)) { return; } } handleMessage(msg); } }
Handler使用流程圖：
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Handler sendMessage 與obtainMessage--sendToTarget的區別
Message msg = new Message() msg.what = xxx; msg.arg1 = xxx; msg.arg2 = xxx; handler.sendMessage(msg);
這樣寫也沒有絕得不好，反正當時專案的功能實現了。(效能上還可以)
後來沒事的時候看了看handler 的其他的方法，就看到了obtainMessage（）這個方法.很奇怪，不知道為何還要出來的方法
本來上面的那段code 就能實現handler 的功能了，為什麼還要出現他,後來百度google 一把，大家說 什麼效能上有差別之
類的。。。。。結果可想而知(大部分的文章都是你抄我的我抄你的，技術就是這樣出來的。。鄙視這種抄寫別人部落格文章而
不著名轉載出處的人)。於是我就去看原始碼能否看到一些好的描述。
Message msg = handler.obtainMessage(); msg.what = xxx; msg.arg1 = xxx; msg.arg2 = xxx; msg.obj = xxx; ....................
看看這兩段程式碼其實就是方法不一樣 ，引數都一樣。但是為何實現的效果一樣還要分離出來這麼多方法呢？
到原始碼去看個究竟吧！
先去看sendMessage（）這個方法。。。。它呼叫的是Handler 中的sendMessage(Message msg)
原始碼 片段1 如下:
?
/**
* Pushes a message onto the end of the message queue after all pending messages
* before the current time. It will be received in {@link #handleMessage},
* in the thread attached to this handler.
*
* @return Returns true if the message was successfully placed in to the
* message queue. Returns false on failure, usually because the
* looper processing the message queue is exiting.
*/
publicfinal
booleansendMessage(Message msg)
{
return sendMessageDelayed(msg,0);
}
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再看handler.obtainMessage（）原始碼 片段2 如下:
?
/**
* Returns a new {@link android.os.Message Message} from the global message pool. <br> * More efficient than creating and allocating new instances. <br>
* The retrieved message has its handler set to this instance <br> * (Message.target == this).
* If you don't want that facility, just call Message.obtain() instead.
*/
publicfinal
Message obtainMessage()
{
returnMessage.obtain(this);
}
|
上面這兩段都是Handler 裡面的方法，不過在片段1 我們可以看到Message是我們作為引數傳過去的，片段2的則是我們
Message幫我們處理，它呼叫obtain(Handler h)方法,之後我們還要呼叫Message中sendToTarget（）這個方法。
看一下Message.obtain(Hanlder h) 的原始碼 程式碼片段3如下：
?
/**
* Same as {@link #obtain()}, but sets the value for the <em>target</em> member on the Message return * ed.
* @param h Handler to assign to the returned Message object's <em>target</em> member.
* @return A Message object from the global pool.
*/
publicstatic
Message obtain(Handler h) {
Message m = obtain();
m.target = h;
returnm;
}
|
再看 sendToTarget() 原始碼 程式碼片段4 如下：
?
/**
* Sends this Message to the Handler specified by {@link #getTarget}.
* Throws a null pointer exception if this field has not been set.
*/
publicvoid
sendToTarget() {
<span style="background-color: rgb(255, 0, 0);"> target.sendMessage(this);</span>
}
|
這裡的target就是handler，sendToTarget()又在呼叫handler的 sendMessage 方法了。。。
看到這裡也許有的人很疑惑，這樣轉來轉去，轉了一圈怎麼又回到Handler的 sendMessage方法了？那麼效能比較一說
還有其他的證據麼？(難道呼叫的方法多效能就低麼？也許有這麼一點原因，不過這裡幾乎可以不考慮這一點效能損耗的)
那麼效能的比較證據應該從哪裡找呢？
其實細心的同學已經看到了，注意看原始碼的註釋，
/**
* Returns a new {@link android.os.Message Message} from the global message pool. More efficient than
* creating and allocating new instances. The retrieved message has its handler set to this instance (Message.target == this).
* If you don't want that facility, just call Message.obtain() instead.
*/
這裡我們的Message 已經不是 自己建立的了,而是從MessagePool 拿的,省去了建立物件申請記憶體的開銷。。。。。
到這裡大家應該都明白了。所以以後使用的時候儘量使用 Message msg = handler.obtainMessage();的形式創
建Message，不要自己New Message 至於message產生之後你使用obtainMessage 或者是 sendMessage 效率影響
並不大.同時我們也要注意以後談論效能的時候要找準位置,譬如這裡效能的問題不是在呼叫 obtainMessage 和 sen
dMessage 的方法上,而是呼叫他們之前物件的建立問題上。