Android HandlerThread 消息循环机制之源代码解析 _handlerthread

花门楼前见秋草，岂能贫贱相看老。这篇文章主要讲述Android HandlerThread 消息循环机制之源代码解析相关的知识，希望能为你提供帮助。
关于 HandlerThread 这个类。可能有些人眼睛一瞟，手指放在键盘上，然后就是一阵狂敲。立即就能敲出一段段华丽的代码：

HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("handlerThread"); handlerThread.start(); Handler handler = new Handler(handlerThread.getLooper()){ public void handleMessage(Message msg) { ... } }; handler.sendMessage(***);

细致一看。没问题啊（我也没说代码有问题啊），那请容许我说一句，“这代码敲也敲完了，原理懂不？”
为什么要扯这玩意。没什么理由，就是不小心看了这篇文章Android消息循环机制源代码分析。学姐说了，源代码都没看，没分析。还敢说你懂。原本还认为自己懂了点，看完这句话。顿时就不确定了。
于是，自觉打开了 AS …
前言首先，先给各位看官打个预防针。待会要讲的东西可能有点多，有点绕。涉及的类包括有：HandlerThread、Thread、Handler、Looper、Message、MessageQueue，可能有些人已经遭不住啦，有种想要关闭网页的冲动。不要慌，刚開始我看源代码的时候我也不知道最終会牵扯这么一大串出来，但细致理一理后，事实上就是那么回事。
一、擒贼先擒王 HandlerThread
这件事情的源头都是因它而起的。不先找它先找谁。
首先，HandlerThread 是什么gui。感觉像是 Handler 和 Thread 的结合体。点进源代码一看：public class HandlerThread extends Thread {} 没什么好说的，原来是一个线程的子类。那么接下来就要看看这个 HandlerThread 究竟有什么特殊之处。

HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("handlerThread"); handlerThread.start();

跟正常线程的创建、启动步骤一样。线程已启动，那势必会运行其 run() 方法。为了方便以下流程的分析，这里先用代码块1表示：

#HandlerThread.javapublic void run() { mTid = Process.myTid(); Looper.prepare(); synchronized (this) { mLooper = Looper.myLooper(); notifyAll(); } Process.setThreadPriority(mPriority); onLooperPrepared(); Looper.loop(); mTid = -1; }

当中。Looper 就代表我们常常说的消息循环，Looper.prepare() 就代表消息循环运行前的一些准备工作。

二、抓捕各种小弟(Looper、MessageQueue、Message)
既然上面已经谈到Looper。那就来看一下它的几个方法：Looper.prepare() 和 Looper.loop()。
代码块2

#Looper.javapublic static void prepare() { prepare(true); }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)); }private Looper(boolean quitAllowed) { mQueue = new MessageQueue(quitAllowed); mThread = Thread.currentThread(); }static final ThreadLocal< Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal< Looper> (); final MessageQueue mQueue; final Thread mThread;

上面一路下来还是挺清晰的。总结一下：由于一个 Thread 仅仅能相应有一个 Looper，所以仅仅有满足条件下才会将 Looper 对象存放在类型为 ThreadLocal 的类属性里。当然在这之前还是要先 new 一个 Looper 对象，而在 Looper 的构造方法中又创建了两个对象。分别为mQueue（消息队列）和 mThread（当前线程）。
整个 prepare 过程事实上主要是创建了三个对象：Looper、MessageQueue、Thread。
好了，Looper.prepare() 这个过程已经分析完了。
接着我们再看代码块1。里面有一段同步代码块，目的是为了获取 Looper 对象。方法跳转过去一看。原来就是将之前存进 ThreadLocal 里的Looper 对象取出。

#Looper.javapublic static Looper myLooper() { return sThreadLocal.get(); }

接下来最关键的就是 Looper.loop() 这句代码，它也是 HandlerThread 这个类存在的价值所在。仅仅要一运行这句代码，也就代表真正的消息循环開始啦：代码块3

#Looper.javapublic 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.recycleUnchecked(); } }

这种方法的作用就是開始从消息队列中循环取出消息。那这个消息队列又从哪来的呢，还记得我们在Looper.prepare() 中创建 Looper 对象的时候在其构造方法中 new 两个对象嘛。一个 MessageQueue，一个Thread。
在这里要想使用消息队列。首先须要先获取 Looper 实例。毕竟消息队列 MessageQueue 是作为其成员属性而存在的。接着获得了消息队列的对象，并进入一个貌似死循环的控制流中。
这个 for 语句干的事情就是不断的从消息队列 MessageQueue 里取出消息，然后发送出去。
详细谁来处理这些消息立即揭晓。
以下的代码就是不断地取出消息：

#Looper.javaMessage msg = queue.next()

接下去的内容可能就须要各位看官对数据结构有点了解了，我们一步一步嵌进去看一下。代码块4

#MessageQueue.javaMessage next() { ... for (; ; ) { if (nextPollTimeoutMillis != 0) { Binder.flushPendingCommands(); }nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis); synchronized (this) { // Try to retrieve the next message.Return if found. 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 (false) Log.v("MessageQueue", "Returning message: " + msg); return msg; } } else { // No more messages. nextPollTimeoutMillis = -1; }// Process the quit message now that all pending messages have been handled. if (mQuitting) { dispose(); return null; }// If first time idle, then get the number of idlers to run. // Idle handles only run if the queue is empty or if the first message // in the queue (possibly a barrier) is due to be handled in the future. if (pendingIdleHandlerCount < 0 & & (mMessages == null || now < mMessages.when)) { pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size(); } if (pendingIdleHandlerCount < = 0) { // No idle handlers to run.Loop and wait some more. mBlocked = true; continue; }if (mPendingIdleHandlers == null) { mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)]; } mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers); } ... } }

其他能够先无论。我们直接跳转到 synchronized 这同步代码块里。我们看到

Message msg = mMessage;

这个 mMessage 对象就是一个消息 Message，仅仅只是这个 Message 类里面附带了一种数据结构：链表。我们最好还是看一下这个类：

public final class Message implements Parcelable { ... // sometimes we store linked lists of these things /*package*/ Message next; ... }

【Android HandlerThread 消息循环机制之源代码解析】不难看出。Message 类中包括了一个 Message 类型的属性，作用就是指向下一条消息。依次类推，最終形成一个链表结构。仅仅只是这里链表中的消息是要经过特殊处理的，并非每进来一条消息就直接追加到尾部。由于 android 系统中的消息是有时间机制的。每条消息都会附加一个时间。这也是handler.sendMessageDelayed() 存在的意义。
接着看代码块4，先是对 msg 和 msg.target 进行推断，仅仅要链表中中的消息不为空，同一时候消息的触发时间小于当前系统的时间，那么这个消息就会被取出来作为待发送的对象。这里 msg.target 是非常重要的，我们之所以能 handleMessage 全靠它，以下会分析到。
然后回到代码块3，通过

Message msg = queue.next();
 // might block

拿到消息后。再由 msg.target 将消息分发出去

msg.target.dispatchMessage(msg);

那这个 msg.target 究竟是个什么东西。看属性定义

/*package*/ Handler target;

竟然是一个 Handler，通过它将消息分发出去。我们再看一下是如何分发的：

#Handler.java/** * Handle system messages here. */ public void dispatchMessage(Message msg) { if (msg.callback != null) { handleCallback(msg); } else { if (mCallback != null) { if (mCallback.handleMessage(msg)) { return; } } handleMessage(msg); } }

是不是有种茅塞顿开的感觉。
在这我就直接透漏一下，Message 中的 callback 事实上就是一个 Runnable 对象。

handleCallback(msg);

就是运行其 run() 方法。
这也是为什么我们能够通过 handler.post(new Runnable(){...})来发送消息，事实上就是把Runnable对象赋给了Message的Callback 属性。
而假设是正常的 handler.sendMessage()，那么肯定就是运行以下的语句咯。我们能够在创建 Handler 对象的时候指定一个回调接口 Callback。
当然不指定也没事。我们最終还是能够通过 handleMessage(msg) 来获取待处理的消息。最后，我们还是要对这条消息进行回收重用的嘛

msg.recycleUnchecked();

好了，关于Looper.prepare() 和 Looper.loop() 这两个方法就介绍到这。
我们再来补充一下，消息队列之所以有消息，那肯定得有谁提供瑟。答案就是 Handler。我们常常的操作就是

handler.sendMessage(msg);

。代码块5

#Handler.javapublic final boolean sendMessage(Message msg) { return sendMessageDelayed(msg, 0); }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); }private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) { msg.target = this; if (mAsynchronous) { msg.setAsynchronous(true); } return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis); }

#MessageQueue.javaboolean 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("MessageQueue", 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; }

我认为我也没什么好说的，赤裸裸的将流程一步一步的贴出来。一句话，对传入进来的 Message 进行封装，什么 msg.when、msg.target。通通在这里搞定。
如今细致回忆 Looper.loop() 里面对 msg 的处理。之前的各种?是不就烟消云散啦。后面就顶多就是将消息加入到消息链表中。同一时候如我前面所说的那样。要依据 msg.when 的时间插入到合适的位置中去。

总结
至此，整个消息循环机制就分析完啦。原始代码：

HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("handlerThread"); handlerThread.start(); Handler handler = new Handler(handlerThread.getLooper()){ public void handleMessage(Message msg) { ... } }; handler.sendMessage(***);

再看一下详细操作流程:

handlerThread.start() -> Looper.prepare() -> Looper.loop() -> queue.next() -> msg.target.dispatchMessage(msg) -> handleMessage(msg)
handler.sendMessage(msg) -> queue.enqueueMessage(msg)

由于上面的一切操作都是在一个新线程的 run() 方法中运行，所以不会堵塞 UI 线程。分析完成。
这时可能有些人就站出来了，这 HandlerThread 感觉也没啥啊，我直接用 Thread 也能够搞定一切。设想一下，加入如今有10个后台任务须要运行，依照传统的做法就是运行10遍 new Thread(某个Runnable对象).start() 首先你是创建了10个匿名对象。这资源消耗多少暂且不说。你还不能非常好的控制它们。这样非常easy造成内存泄漏。若是将这些后台任务打包成成一个个 Message 然后再发送出去。首先是线程能够得到重用，再者我们还能够 remove 掉消息队列中的消息，再一定程度上避免了内存泄漏。
好了，该说的都说完了。可能须要各位看官自己脑补一下、消化一下。