Android消息传递机制浅析

1.Looper、Handler、MessageQueue的关系

Looper 用于线程的消息循环,一个线程只能有一个Looper对象
Handler
- 执行任务调度和发生一些操作（在未来某时刻）
- 执行其他线程中的队列消息
MessageQueue 消息队列

一个Looper对应一个MessageQueue，并不断从MessageQueue中取出消息，提交给Handel处理。

2.Looper

以主线程为例。Looper的初始化过程是这样的。
代码地址：
/frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java#main(String[] args)

Looper.prepareMainLooper();xxxxLooper.loop();

而非UI线程的初始化过程

Looper.prepare()xxxLooper.loop();

不管是主线程还是其他线程，都会调用prepare(boolean quitAllowed)方法，参数为是否允许退出循环，主线程是不允许的，而其他线程是允许的。

    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));    }

接下来看Looper的构造方法

    private Looper(boolean quitAllowed) {        mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);        mThread = Thread.currentThread();    }

从构造方法中可以看出，将Looper、MessageQueue、currentThread之间建立的关联。
那么，Looper对象是如何从消息队列中不断地取出消息呢？代码比较长，我们拆开来看。Looper#loop()方法

final Looper me = myLooper();

    public static @Nullable Looper myLooper() {        return sThreadLocal.get();    }

取出和当前线程对应的Looper对象

    for (;;) {            Message msg = queue.next(); // might block            if (msg == null) {                // No message indicates that the message queue is quitting.                return;            }            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();            msg.recycleUnchecked();        }    }

上面的代码中去掉了一些日志代码。可以看到,死循环从MessageQueue中取出消息，并调用msg.target.dispatchMessage(msg)方法去分发消息，最后回收。

3.Handler

既然知道了Looper，那么我们需要知道消息是怎么来的。

Message msg = new Message();msg.what = xxx;msg.obj = xxx;handler.sendMessage(msg);

我们通常都是通过上面的步骤去发送的，所以，追踪下代码。

sendMessage->sendMessageDelayed->sendMessageAtTime->enqueueMessage
到这里就来到了一个关键点了，我们看下代码。

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

还记得我们上面分发消息的地方么？同样有target，这个是什么呢？我们进Message的源码里一探究竟。

Handler target

好，是一个handler对象，也就是我们当前线程的一个handler对象，也就是发送消息的那个handler对象。所以，我们现在来看看handler的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);        }    }

调用关系和初始化的关系有关。

Message.obtain(Handler h, Runnable callback) 构造消息时，会调用handlerCallback(msg)方法
初始化Handler的构造函数带CallBack参数是，调用mCallBack的 handleMessage(msg)方法
否则，调用handlerMessage(msg)方法。

回到enqueueMessage方法，发现是通过调用MessageQueue的enqueueMessage方法来插入消息的。

4.MessageQueue

消息队列，字面意思是消息队列，然而我们知道，队列的方式是先进先出，而我们的消息时候时间调度的，因此，并不符合先进先出的思想，所以，消息队列实际上是个链表，这样我们才能往任意位置插入消息。enqueueMessage的代码如下：

    boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {        if (msg.target == null) {            throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");        }        if (msg.isInUse()) {            throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");        }        synchronized (this) {            if (mQuitting) {                IllegalStateException e = new IllegalStateException(                        msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");                Log.w(TAG, e.getMessage(), e);                msg.recycle();                return false;            }            msg.markInUse();            msg.when = when;            Message p = mMessages;            boolean needWake;            if (p == null || when == 0 || when < p.when) {                // New head, wake up the event queue if blocked.                msg.next = p;                mMessages = msg;                needWake = mBlocked;            } else {                // Inserted within the middle of the queue.  Usually we don't have to wake                // up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue                // and the message is the earliest asynchronous message in the queue.                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;            }            // We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.            if (needWake) {                nativeWake(mPtr);            }        }        return true;    }

上面的步骤是这样子的。

判断是否关联了handler
判断是否用过(已经插入到链表中的)
当前队列是否处在退出状态
- 退出状态回收资源，插入链表失败
- 不是退出状态
  - 改变Message的状态为已经use，并获取message的when时间
  - 在链表中找到合适的位置插入
  - 和链表头结点比较时间，如发生时间在头结点消息之前，插入到头结点
  - 死循环，找到该消息比链表中的消息早发生的消息，插入到那条消息前面，否则就插入到链表表尾

在最前面Looper里，一直通过queue.next()去读取链表里的消息，所以，我们来看下next方法。由于next的方法比较长，我们一段一段来看。

                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;                }

假如当前Message不为null 但是没和handler关联的话，就找下一个消息，直到找到不是null也关联到handler的Message
如果当前时间小于Message的when的话，就计算时间差，并赋值给nextPollTimeoutMillis
不小于的话
- 假如步骤1中链表头的消息没关联handler，就将步骤1中找出的不是null也关联了handler的Message的上一条Message.next指向该Message.next(这里有点绕，其实就相当于在链表中移除了改消息)，并返回该消息
- 否则，将mMessages(表头)指向msg.next(也是移除了该消息)
下面的代码忽略(ps:我看不懂…)

5.总结

当然，这些东西里面我没有介绍ThreadLocal这个，想了解的朋友们去Google吧(百度不是出事了么，嘿嘿)。
Android中的消息传递机制是一个非常重要的东西，我们需要简单的了解下他的简单原理，所以，大家也去看看源代码吧。

1.Looper、Handler、MessageQueue的关系

2.Looper

3.Handler

4.MessageQueue

5.总结

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