Android Looper和Handler分析
Message：消息，其中包含了消息ID，消息处理对象以及处理的数据等，由MessageQueue统一列队，终由Handler处理。
Handler：处理者，负责Message的发送及处理。使用Handler时，需要实现handleMessage(Message msg)方法来对特定的Message进行处理，例如更新UI等。
MessageQueue：消息队列，用来存放Handler发送过来的消息，并按照FIFO规则执行。当然，存放Message并非实际意义的保存，而是将Message以链表的方式串联起来的，等待Looper的抽取。
Looper：消息泵，不断地从MessageQueue中抽取Message执行。因此，一个MessageQueue需要一个Looper。
Thread：线程，负责调度整个消息循环，即消息循环的执行场所。
class LooperThread extends Thread { public Handler mHandler; public void run() { Looper.prepare(); mHandler = new Handler() { public void handleMessage(Message msg) { // process incoming messages here } }; Looper.loop(); } }这样你的线程就具有了消息处理机制了，在Handler中进行消息处理。
Activity是一个UI线程，运行于主线程中，Android系统在启动的时候会为Activity创建一个消息队列和消息循环（Looper）。详细实现请参考ActivityThread.java文件Android应用程序进程在启动的时候，会在进程中加载ActivityThread类，并且执行这个类的main函数，应用程序的消息循环过程就是在这个main函数里面实现的public final class ActivityThread { ...... public static final void main(String[] args) { ...... Looper.prepareMainLooper(); ...... ActivityThread thread = new ActivityThread(); thread.attach(false); ...... Looper.loop(); ...... thread.detach(); ...... } }这个函数做了两件事情，一是在主线程中创建了一个ActivityThread实例，二是通过Looper类使主线程进入消息循环中，这里我们只关注后者。首先看Looper.prepareMainLooper函数的实现，这是一个静态成员函数，定义在frameworks/base/core/java/android/os/Looper.java文件中：
2 // 没找到合适的分析代码的办法，只能这么来了。每个重要行的上面都会加上注释
3 // 功能方面的代码会在代码前加上一段分析
4 public class Looper {
5 // static变量，判断是否打印调试信息。
6 private static final boolean DEBUG = false;
7 private static final boolean localLOGV = DEBUG ? Config.LOGD : Config.LOGV;
8
9 // sThreadLocal.get() will return null unless you've called prepare().
10 // 线程本地存储功能的封装，TLS，thread local storage,什么意思呢？因为存储要么在栈上，例如函数内定义的内部变量。要么在堆上，例如new或者malloc出来的东西
11 // 但是现在的系统比如Linux和windows都提供了线程本地存储空间，也就是这个存储空间是和线程相关的，一个线程内有一个内部存储空间，这样的话我把线程相关的东西就存储到
12 // 这个线程的TLS中，就不用放在堆上而进行同步操作了。
13 private static final ThreadLocal sThreadLocal = new ThreadLocal();
14 // 消息队列，MessageQueue，看名字就知道是个queue..
15 final MessageQueue mQueue;
16 volatile boolean mRun;
17 // 和本looper相关的那个线程，初始化为null
18 Thread mThread;
19 private Printer mLogging = null;
20 // static变量，代表一个UI Process（也可能是service吧，这里默认就是UI）的主线程
21 private static Looper mMainLooper = null;
22
23 /** Initialize the current thread as a looper.
24 * This gives you a chance to create handlers that then reference
25 * this looper, before actually starting the loop. Be sure to call
26 * { @link #loop()} after calling this method, and end it by calling
27 * { @link #quit()}.
28 */
29 // 往TLS中设上这个Looper对象的，如果这个线程已经设过了ｌｏｏｐｅｒ的话就会报错
30 // 这说明，一个线程只能设一个looper
31 public static final void prepare() {
32 if (sThreadLocal.get() != null) {
33 throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
34 }
35 sThreadLocal.set( new Looper());
36 }
37
38 /** Initialize the current thread as a looper, marking it as an application's main
39 * looper. The main looper for your application is created by the Android environment,
40 * so you should never need to call this function yourself.
41 * { @link #prepare()}
42 */
43 // 由framework设置的UI程序的主消息循环，注意，这个主消息循环是不会主动退出的
44 //
45 public static final void prepareMainLooper() {
46 prepare();
47 setMainLooper(myLooper());
48 // 判断主消息循环是否能退出....
49 // 通过quit函数向looper发出退出申请
50 if (Process.supportsProcesses()) {
51 myLooper().mQueue.mQuitAllowed = false;
52 }
53 }
54
55 private synchronized static void setMainLooper(Looper looper) {
56 mMainLooper = looper;
57 }
58
59 /** Returns the application's main looper, which lives in the main thread of the application.
60 */
61 public synchronized static final Looper getMainLooper() {
62 return mMainLooper;
63 }
64
65 /**
66 * Run the message queue in this thread. Be sure to call
67 * { @link #quit()} to end the loop.
68 */
69 // 消息循环，整个程序就在这里while了。
70 // 这个是static函数喔！
71 public static final void loop() {
72 Looper me = myLooper(); // 从该线程中取出对应的looper对象
73 MessageQueue queue = me.mQueue; // 取消息队列对象...
74 while ( true) {
75 Message msg = queue.next(); // might block取消息队列中的一个待处理消息..
76 // if (!me.mRun) { // 是否需要退出？mRun是个volatile变量，跨线程同步的，应该是有地方设置它。
77 // break;
78 // }
79 if (msg != null) {
80 if (msg.target == null) {
81 // No target is a magic identifier for the quit message.
82 return;
83 }
84 if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
85 ">>>>> Dispatching to " + msg.target + " "
86 + msg.callback + ": " + msg.what
87 );
88 msg.target.dispatchMessage(msg);
89 if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
90 "<<<<< Finished to " + msg.target + " "
91 + msg.callback);
92 msg.recycle();
93 }
94 }
95 }
96
97 /**
98 * Return the Looper object associated with the current thread. Returns
99 * null if the calling thread is not associated with a Looper.
100 */
101 // 返回和线程相关的looper
102 public static final Looper myLooper() {
103 return (Looper)sThreadLocal.get();
104 }
105
106 /**
107 * Control logging of messages as they are processed by this Looper. If
108 * enabled, a log message will be written to <var>printer</var>
109 * at the beginning and ending of each message dispatch, identifying the
110 * target Handler and message contents.
111 *
112 * @param printer A Printer object that will receive log messages, or
113 * null to disable message logging.
114 */
115 // 设置调试输出对象，looper循环的时候会打印相关信息，用来调试用最好了。
116 public void setMessageLogging(Printer printer) {
117 mLogging = printer;
118 }
119
120 /**
121 * Return the { @link MessageQueue} object associated with the current
122 * thread. This must be called from a thread running a Looper, or a
123 * NullPointerException will be thrown.
124 */
125 public static final MessageQueue myQueue() {
126 return myLooper().mQueue;
127 }
128 // 创建一个新的looper对象，
129 // 内部分配一个消息队列，设置mRun为true
130 private Looper() {
131 mQueue = new MessageQueue();
132 mRun = true;
133 mThread = Thread.currentThread();
134 }
135
136 public void quit() {
137 Message msg = Message.obtain();
138 // NOTE: By enqueueing directly into the message queue, the
139 // message is left with a null target. This is how we know it is
140 // a quit message.
141 mQueue.enqueueMessage(msg, 0);
142 }
143
144 /**
145 * Return the Thread associated with this Looper.
146 */
147 public Thread getThread() {
148 return mThread;
149 }
150 // 后面就简单了，打印，异常定义等。
151 public void dump(Printer pw, String prefix) {
152 pw.println(prefix + this);
153 pw.println(prefix + "mRun=" + mRun);
154 pw.println(prefix + "mThread=" + mThread);
155 pw.println(prefix + "mQueue=" + ((mQueue != null) ? mQueue : "(null"));
156 if (mQueue != null) {
157 synchronized (mQueue) {
158 Message msg = mQueue.mMessages;
159 int n = 0;
160 while (msg != null) {
161 pw.println(prefix + " Message " + n + ": " + msg);
162 n++;
163 msg = msg.next;
164 }
165 pw.println(prefix + "(Total messages: " + n + ")");
166 }
167 }
168 }
169
170 public String toString() {
171 return "Looper{"
172 + Integer.toHexString(System.identityHashCode( this))
173 + "}";
174 }
175
176 static class HandlerException extends Exception {
177
178 HandlerException(Message message, Throwable cause) {
179 super(createMessage(cause), cause);
180 }
181
182 static String createMessage(Throwable cause) {
183 String causeMsg = cause.getMessage();
184 if (causeMsg == null) {
185 causeMsg = cause.toString();
186 }
187 return causeMsg;
188 }
189 }
190 }
2 ..........
3 // handler默认构造函数
4 public Handler() {
5 // 这个if是干嘛用的暂时还不明白，涉及到java的深层次的内容了应该
6 if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
7 final Class<? extends Handler> klass = getClass();
8 if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
9 (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
10 Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
11 klass.getCanonicalName());
12 }
13 }
14 // 获取本线程的looper对象
15 // 如果本线程还没有设置looper，这回抛异常
16 mLooper = Looper.myLooper();
17 if (mLooper == null) {
18 throw new RuntimeException(
19 "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
20 }
21 // 无耻啊，直接把looper的queue和自己的queue搞成一个了
22 // 这样的话，我通过handler的封装机制加消息的话，就相当于直接加到了looper的消息队列中去了
23 mQueue = mLooper.mQueue;
24 mCallback = null;
25 }
26 // 还有好几种构造函数，一个是带callback的，一个是带looper的
27 // 由外部设置looper
28 public Handler(Looper looper) {
29 mLooper = looper;
30 mQueue = looper.mQueue;
31 mCallback = null;
32 }
33 // 带callback的，一个handler可以设置一个callback。如果有callback的话，
34 // 凡是发到通过这个handler发送的消息，都有callback处理，相当于一个总的集中处理
35 // 待会看dispatchMessage的时候再分析
36 public Handler(Looper looper, Callback callback) {
37 mLooper = looper;
38 mQueue = looper.mQueue;
39 mCallback = callback;
40 }
41 //
42 // 通过handler发送消息
43 // 调用了内部的一个sendMessageDelayed
44 public final boolean sendMessage(Message msg)
45 {
46 return sendMessageDelayed(msg, 0);
47 }
48 // FT，又封装了一层，这回是调用sendMessageAtTime了
49 // 因为延时时间是基于当前调用时间的，所以需要获得绝对时间传递给sendMessageAtTime
50 public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
51 {
52 if (delayMillis < 0) {
53 delayMillis = 0;
54 }
55 return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
56 }
57
58
59 public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)
60 {
61 boolean sent = false;
62 MessageQueue queue = mQueue;
63 if (queue != null) {
64 // 把消息的target设置为自己，然后加入到消息队列中
65 // 对于队列这种数据结构来说，操作比较简单了
66 msg.target = this;
67 sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
68 }
69 else {
70 RuntimeException e = new RuntimeException(
71 this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
72 Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
73 }
74 return sent;
75 }
76 // 还记得looper中的那个消息循环处理吗
77 // 从消息队列中得到一个消息后，会调用它的target的dispatchMesage函数
78 // message的target已经设置为handler了，所以
79 // 最后会转到handler的msg处理上来
80 // 这里有个处理流程的问题
81 public void dispatchMessage(Message msg) {
82 // 如果msg本身设置了callback，则直接交给这个callback处理了
83 if (msg.callback != null) {
84 handleCallback(msg);
85 } else {
86 // 如果该handler的callback有的话，则交给这个callback处理了---相当于集中处理
87 if (mCallback != null) {
88 if (mCallback.handleMessage(msg)) {
89 return;
90 }
91 }
92 // 否则交给派生处理,基类默认处理是什么都不干
93 handleMessage(msg);
94 }
95 }
96 ..........
97 }
生成
Message msg = mHandler.obtainMessage();
msg.what = what;
msg.sendToTarget();
发送
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue != null) {
msg.target = this;
sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
在Handler.java的sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)方法中，我们看到，它找到它所引用的MessageQueue，然后将Message的target设定成自己（目的是为了在处理消息环节，Message能找到正确的Handler），再将这个Message纳入到消息队列中。
抽取
Looper me = myLooper();
MessageQueue queue = me.mQueue;
while (true) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg != null) {
if (msg.target == null) {
// No target is a magic identifier for the quit message.
return;
}
msg.target.dispatchMessage(msg);
msg.recycle();
}
}
在Looper.java的loop()函数里，我们看到，这里有一个死循环，不断地从MessageQueue中获取下一个（next方法）Message，然后通过Message中携带的target信息，交由正确的Handler处理（dispatchMessage方法）。
处理
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
在Handler.java的dispatchMessage(Message msg)方法里，其中的一个分支就是调用handleMessage方法来处理这条Message，而这也正是我们在职责处描述使用Handler时需要实现handleMessage(Message msg)的原因。
至于dispatchMessage方法中的另外一个分支，我将会在后面的内容中说明。
至此，我们看到，一个Message经由Handler的发送，MessageQueue的入队，Looper的抽取，又再一次地回到Handler的怀抱。而绕的这一圈，也正好帮助我们将同步操作变成了异步操作。
3）剩下的部分，我们将讨论一下Handler所处的线程及更新UI的方式。
在主线程（UI线程）里，如果创建Handler时不传入Looper对象，那么将直接使用主线程（UI线程）的Looper对象（系统已经帮我们创建了）；在其它线程里，如果创建Handler时不传入Looper对象，那么，这个Handler将不能接收处理消息。在这种情况下，通用的作法是：
class LooperThread extends Thread {
public Handler mHandler;
public void run() {
Looper.prepare();
mHandler = new Handler() {
public void handleMessage(Message msg) {
// process incoming messages here
}
};
Looper.loop();
}
}
在创建Handler之前，为该线程准备好一个Looper（Looper.prepare），然后让这个Looper跑起来（Looper.loop），抽取Message，这样，Handler才能正常工作。
因此，Handler处理消息总是在创建Handler的线程里运行。而我们的消息处理中，不乏更新UI的操作，不正确的线程直接更新UI将引发异常。因此，需要时刻关心Handler在哪个线程里创建的。
如何更新UI才能不出异常呢？SDK告诉我们，有以下4种方式可以从其它线程访问UI线程：
· Activity.runOnUiThread(Runnable)
· View.post(Runnable)
· View.postDelayed(Runnable, long)
· Handler
其中，重点说一下的是View.post(Runnable)方法。在post(Runnable action)方法里，View获得当前线程（即UI线程）的Handler，然后将action对象post到Handler里。在Handler里，它将传递过来的action对象包装成一个Message（Message的callback为action），然后将其投入UI线程的消息循环中。在Handler再次处理该Message时，有一条分支（未解释的那条）就是为它所设，直接调用runnable的run方法。而此时，已经路由到UI线程里，因此，我们可以毫无顾虑的来更新UI。
4） 几点小结
· Handler的处理过程运行在创建Handler的线程里
· 一个Looper对应一个MessageQueue
· 一个线程对应一个Looper
· 一个Looper可以对应多个Handler
· 不确定当前线程时，更新UI时尽量调用post方法