Android应用程序消息处理机制
cg4f
9年前
Android的消息处理机制主要分为四个部分：
- 创建消息队列
- 消息循环
- 消息发送
- 消息处理
主要涉及三个类：
- MessageQueue
- Looper
- Handler
Android应用程序每启动一个线程，都为其创建一个消息队列，然后进入到一个无限循环之中。然后不断检查队列中是否有新消息需要处理。如果没有，线程就会进入睡眠状态，反之会对消息进行分发处理。
下面根据上面所说的进行详述。
创建消息队列
整个创建过程涉及到两个类：MessageQueue 和 Looper。它们在C++层有两个对应的类：NativeMessageQueue和Looper。其关系如下图所示：
+------+ +------------+ +------------------+ +--------------+ |Looper| |MessageQueue| |NativeMessageQueue| |Looper(Native)| +--+---+ +------+-----+ +---------+--------+ +-------+------+ | | | | | | | | +-------------------------------------------------------------------------------+ |[msg loop] | next() | | | | | +------------> | | | | | | | | | | | | | | | | | | | nativePollOnce() | | | | | | pollOnce() | | | | | +----------------> | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | pollOnce() | | | | | +-----------------> | | | | | | | | | | | | | epoll_wait() | | | | +--------+ | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | <------+ | | | | | | awoken() | | + + + + | | | | | +-------------------------------------------------------------------------------+
创建过程如下所示：
- Looper的prepare或者prepareMainLooper静态方法被调用，将一个Looper对象保存在ThreadLocal里面。
- Looper对象的初始化方法里，首先会新建一个MessageQueue对象。
- MessageQueue对象的初始化方法通过JNI初始化C++层的NativeMessageQueue对象。
- NativeMessageQueue对象在创建过程中，会初始化一个C++层的Looper对象。
- C++层的Looper对象在创建的过程中，会在内部创建一个管道（pipe），并将这个管道的读写fd都保存在mWakeReadPipeFd和mWakeWritePipeFd中。
然后新建一个epoll实例，并将两个fd注册进去。 - 利用epoll的机制，可以做到当管道没有消息时，线程睡眠在读端的fd上，当其他线程往管道写数据时，本线程便会被唤醒以进行消息处理。
消息循环
+-------+ +------------+ +------------------+ +--------------+ |Handler| |MessageQueue| |NativeMessageQueue| |Looper(Native)| +--+----+ +-----+------+ +---------+--------+ +-------+------+ | | | | | | | | sendMessage()| | | | +----------> | | | | | | | | |enqueueMessage()| | | +--------------> | | | | | | | | | | | | | | | | | nativeWake() | | | | wake() | | | +------------------> | | | | | | | | | wake() | | | +------------------> | | | | | | | | | | | | |write(mWakeWritePipeFd, "W", 1) | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | + + + +
- 首先通过调用Looper的loop方法开始消息监听。loop方法里会调用MessageQueue的next方法。next方法会堵塞线程直到有消息到来为止。
- next方法通过调用nativePollOnce方法来监听事件。next方法内部逻辑如下所示(简化)：
a. 进入死循环，以参数timout=0调用nativePollOnce方法。
b. 如果消息队列中有消息，nativePollOnce方法会将消息保存在mMessage成员中。nativePollOnce方法返回后立刻检查mMessage成员是否为空。
c. 如果mMessage不为空，那么检查它指定的运行时间。如果比当前时间要前，那么马上返回这个mMessage，否则设置timeout为两者之差，进入下一次循环。
d. 如果mMessage为空，那么设置timeout为-1，即下次循环nativePollOnce永久堵塞。 - nativePollOnce方法内部利用epoll机制在之前建立的管道上等待数据写入。接收到数据后马上读取并返回结果。
消息发送
+------+ +-------+ |Looper| |Handler| +--+---+ +---+---+ | | | | loop() | | [after next()] | +---------> | | | | |dispatchMessage() +-------------> | | | | | | | handleMessage() | +-------+ | | | | | | | | <-----+ | | (callback or subclass) | | + +
消息发送过程主要由Handler对象来驱动。
- Handler对象在创建时会保存当前线程的looper和MessageQueue，如果传入Callback的话也会保存起来。
- 用户调用handler对象的sendMessage方法，传入msg对象。handler通过调用MessageQueue的enqueueMessage方法将消息压入MessageQueue。
- enqueueMessage方法会将传入的消息对象根据触发时间（when）插入到message queue中。然后判断是否要唤醒等待中的队列。
a. 如果插在队列中间。说明该消息不需要马上处理，不需要由这个消息来唤醒队列。
b. 如果插在队列头部（或者when=0），则表明要马上处理这个消息。如果当前队列正在堵塞，则需要唤醒它进行处理。 - 如果需要唤醒队列，则通过nativeWake方法，往前面提到的管道中写入一个"W"字符，令nativePollOnce方法返回。
消息处理
+------+ +-------+ |Looper| |Handler| +--+---+ +---+---+ | | | | loop() | | [after next()] | +---------> | | | | |dispatchMessage() +-------------> | | | | | | | handleMessage() | +-------+ | | | | | | | | <-----+ | | (callback or subclass) | | + +
Looper对象的loop方法里面的queue.next方法如果返回了message，那么handler的dispatchMessage会被调用。
a. 如果新建Handler的时候传入了callback实例，那么callback的handleMessage方法会被调用。
b. 如果是通过post方法向handler传入runnable对象的，那么runnable对象的run方法会被调用。
c. 其他情况下，handler方法的handleMessage会被调用。
来自：http://segmentfault.com/a/1190000002982318