Handler 消息机制及系统层应用

消息机制

Android 消息机制是 Android 系统运行的基础，主要涉及到 Looper、MessageQueue、Handler 等类。

• Looper

  1. Looper 是消息循环的根据地；
  2. 它在 prepare 方法中利用 ThreadLocal 将 Looper 与当前线程进行绑定，Handler 初始化时会对当前线程进行判断，如果不是 Looper 线程，那就会抛出异常；
  3. 一个 Looper 与一个 MessageQueue 进行唯一绑定，消息循环实际上是由 MessageQueue 实现的：无限循环调用 MessageQueue 的 next 方法，如果有消息就通过 Handler#target 属性回调处理，如果没有就阻塞（真正的阻塞也在 next 方法里）；

• MessageQueue

  Message 的存储容器，以 Message.when 进行排序。名为消息队列，实际数据结构为链表，因为链表在插入和读取上有较大优势，而频繁插入读取正是消息机制的应用场景。

• Handler

  1. 在构造方法中校验当前线程是否为 Looper 线程；可显示指定 Looper 对象，指定的 Looper 对象即为消息处理的目标线程；

  2. 内部的 MessageQueue 对象实际上来自于 Looper 持有的引用，调用 enqueueMessage 方法将消息入队时，会通过 target 属性将当前 Handler 与当前 Message 绑定，方便之后处理具体的消息时，能够让某个消息找到目标 Handler 对象；（同一线程可以有多个 Handler，不同 Handler 发送的消息可以被发送它们的 Handler 正确处理）

  3. 最后处理 Message 时是在 Looper 中调用 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);
         }
     }
     

     由上面的代码也可以看出优先级：

     1. 如果有 callback，那就不会执行 handleMessage 方法；
     2. 如果是在声明 Handler 时，从构造器传入了 Callback 对象，并且该方法返回 true，那就不会再回调 handleMessage 方法；如果返回了 false，那就会继续回调到 handleMessage 方法；

系统层对 Handler 的应用

介绍完消息机制的基本概念和原理后，下面说一下系统级别对 Handler 机制的应用。

我们知道 App 的启动入口在 ActivityThread 的 main 方法中。

1. 当这个方法执行时，会调用 Looper.prepareMainLooper() 方法，从而将当前线程转换为唯一的 UI 线程并构建 ActivityThread 实例；
2. 之后调用 attach 方法，在这个方法中会创建 Binder 通道，获取到 AMS 对象，与 system_server 建立连接；
3. 开启 Looper 循环；

在与 system_server 建立连接后，ActivityThread 与 ActivityManagerService 进行通信，ActivityThread 以 IActivityManager 为媒介操作 AMS，AMS 以 IApplicationThread 为媒介操作 ActivityThread，在 Binder 线程与 UI 线程之间进行交互。

在 attach 方法执行过程中，AMS 最终会回调到 ApplicationThread 的 bindApplication 方法中：

public final void bindApplication(){
  sendMessage(H.BIND_APPLICATION, data);
}

紧接着，UI 线程会使用之前声明 Handler 对象 mH，开启系统层的 Handler 消息处理的旅途。