Android线程消息通信

比眉伴天荒 2022-08-09 13:40 148阅读 0赞

**Android**在Java标准线程模型的基础上，提供了消息驱动机制，用于多线程之间的通信。基于消息驱动机制的线程通信模型称为称为**线程消息通信**。在标准线程模型中，可以首先在线程内部创建一个消息队列，然后让线程进入一个无限循环中，在这个无限循环中，线程会不断检查消息队列中是否有消息。如果需要线程执行某个任务，便向线程的消息队列中发送对应的该任务的消息，线程在无限循环中检查到消息队列中有消息到来，便会获取该消息，进而执行该消息对应的处理流程。如果线程的消息队列中没有消息，线程便进入等待状态，等待消息的到来。这样便可以通过消息控制线程的执行，因此也称为消息驱动机制。

消息驱动机制涉及的4个概念：消息、消息队列、消息循环、消息处理器。

**消息**用于表示一个可执行任务，通常在消息内部会封装消息的标志、消息的执行时间以及消息数据。消息创建完毕后，通过消息处理器将其发送到象策划过的消息队列中，消息队列维护当前可执行消息的列表。当前线程进入消息循环中遍历消息队列获取消息，然后根据消息标志通知消息处理器执行对应的处理函数。

**Looper线程：**

Android基于Java标准线程模型开发了Looper 线程，用于实现消息驱动机制。Looper 线程与标准线程的区别在于：Looper 线程的run 方法执行后并不会立即退出，而是进入一个loop 消息循环中等待消息的到来，然后根据消息类型分别作出不同的处理。这样，后台中只需要运行单一线程，当需要定时或者不定时执行不同任务时，分别发送不同的消息给Looper 线程去处理，这样就**避免了频繁创建/销毁线程所带来的开销。**

Looper线程首先是一个Thread，由Java 标准线程演化而来。将一个普通线程变成Looper 线程只需要以下代码：

class LooperThread extends Thread{//继承自Thread
    	public Handler mHandler;//需要一个handler 对象发送和处理消息
    	public void run(){
    		Looper.prepare();//Looper 线程准备阶段
    		mHandler = new Handler(){//初始化消息处理器
    			public void handlerMessage(Message message){
    				//处理消息的逻辑
    			}
    		};
    		Looper.loop();//Looper线程循环阶段
    	}
    }

通过上面的代码我们得出在Looper线程启动后进入run 方法后执行了一下三步操作：

1.  调用Looper.prepare  方法进入Looper 线程准备阶段。
2.  创建Handler 对象用于实现消息处理器，消息处理器负责发送和处理消息。
3.  调用Looper.loop 方法进入Looper 线程循环阶段。

通过以上三步，Looper 线程提供了消息驱动机制的消息队列、消息循环和消息处理器。

**第一阶段：Looper 线程准备阶段：**

public class Looper {
    	//定义一个线程局部对象存储Looper对象
    	static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
    	private static Looper sMainLooper;
    	final MessageQueue mQueue;
    	final Thread mThread;
    	volatile boolean mRun;
    	private Printer mLogging;
    	
    	//将当前线程初始化为一个Looper 线程，进入线程准备阶段
    	public static void prepare(){
    		prepare(true);
    	}
    	
    	private static void prepare(boolean quitAllowed){//重载方法
    		//每个线程只允许有一个Looper 实例
    		if (sThreadLocal.get() != null) {
    			throw  new RuntimeException("Only one Looper may be created pre thread");
    		}
    		/*
    		 * 创建Looper 对象并存入SThreadLocal，这样每个调用prepare 
    		 * 方法的线程将创建本线程唯一的Looper 对象
    		 */
    		sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
    	}
    	
    	public static Looper myLooper(){//用于返回当前线程的Looper 对象
    		return sThreadLocal.get();
    	}
    }

从以上源代码可以看出：在对应的线程中只能调用一次prepare 方法，如果多次调用prepare 方法会导致线程异常退出，综上所述prepare 方法创建了一个线程独立且唯一的Looper 对象，如果要访问这个Looper 对象，**只需要调用myLooper 方法**。

**第二阶段：消息处理器Handler**

Handler 是Looper 线程的消息处理器，创建并初始化Handler 是Looper 线程运行过程中的关键步骤之一。Looper 线程是由消息驱动 的，Message便是消息的载体，Handler 承担了消息驱动机制的发送消息和处理消息两部分工作，创建Handler 对象的过程并没有特别之处，就是将之前在本线程中创建的Looper 和 MessageQueue 关联到其成员变量之中，这样Looper 、MessageQueue和Handler就连在一起了。Handler 的成员变量mMessenger 用于跨进程发送消息。

Message 实现了Parcelable 接口，这相当于Java的序列化和反序列化机制。可序列化**保证Message 对象可以通过Intent 或者 Binder 远程传递。**

1.  what 成员变量表示消息的消息码，用于唯一标识一条消息。
2.  when 成员变量表示消息在什么时间执行，取值为0表示立即执行。**Message在消息队列中是按照消息执行时间  when 排列的。**  
    
3.  next  成员变量用于表示下一条消息，因此**Message 本身实现了一个单向链表结构。**
4.  sPool  用于表示消息池，每次调用obtain 方法相当于取出消息池头部的消息。

**第三阶段：Looper 线程循环阶段**

Looper 线程完成准备和初始化Handler 的工作后，便进入Loop 方法。

public static void loop(){
    		final Looper me = myLooper();//获取线程局部变量中存储的Looper 对象
    		if (me == null) {//调用loop 方法必须首先调用prepare 方法。
    			throw new RuntimeException("No looper:Looper.prepare() was't called on this thread"); 
    		}
    		final MessageQueue queue = me.mQueue;//获取Looper 中存储的 MessageQueue
    		Binder.clearCallingIdentity();//在IPCThreadState 中记录当前线程所属的PID和UID
    		final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
    		for(;;){//在无限循环中轮询MessageQueue
    			Message msg = queue.next();//可能阻塞
    			if(msg == null){
    				//无消息时，消息队列退出
    				return;
    			}
    			Printer logging = me.mLogging;
    			msg.target.dispatchMessage(msg);//将读取的消息发送到消息处理器
    			final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
    			if (ident != newIdent) {
    			}
    			<strong>msg.recycle();//将处理过的消息重新初始化并放入消息池中
    		}
    	}

Loop方法的主要工作可以分为 **四部分：**

1.  调用Binder.clearCallingIdentity方法记录并获取当前线程身份信息
2.  调用MessageQueue.next  方法循环监听获取消息
3.  调用Message 中的target 成员变量的dispatchMessage ，分发消息到处理器.
4.  调用Message 的recycle()  方法，回收消息并更新消息。回收消息的过程只是将消息的**成员变量清空**（置为0），并**没有回收消息对象本身**，因此消息被回收后，**不能直接操作该消息。**