線程通信基礎流程分析 Handler、Looper、Message、MessageQueue

老司機們都知道，Android的線程間通信就靠Handler、Looper、Message、MessageQueue這四個麻瓜兄弟了，那麼，他們是怎麼運作的呢？下面做一個基於主要源代碼的大學生水平的分析。原文鏈接

Looper(先分析這個是因為能夠引出四者的關係)

在Looper中，維持一個Thread對象以及MessageQueue，通過Looper的構造函數我們可以知道:

    private Looper(boolean quitAllowed) {
        mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);//傳入的參數代表這個Queue是否能夠被退出
        mThread = Thread.currentThread();
    }

Looper在構造函數裡幹了兩件事情：

將線程對象指向了創建Looper的線程
創建了一個新的MessageQueue

分析完構造函數之後，接下來我們主要分析兩個方法:

looper.loop()
looper.prepare()

looper.loop()（在當前線程啟動一個Message loop機制，此段代碼將直接分析出Looper、Handler、Message、MessageQueue的關係）

 public static void loop() {
        final Looper me = myLooper();//獲得當前線程綁定的Looper
        if (me == null) {
            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
        }
        final MessageQueue queue = me.mQueue;//獲得與Looper綁定的MessageQueue

        // 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();

        //進入死循環，不斷地去取對象，分發對象到Handler中消費
        for (;;) {
            Message msg = queue.next(); // 不斷的取下一個Message對象，在這裡可能會造成堵塞。
            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);
            }

            //在這裡，開始分發Message了
            //至於這個target是神馬？什麼時候被賦值的？ 
            //我們一會分析Handler的時候就會講到
            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);
            }

            //當分發完Message之後，當然要標記將該Message標記為 *正在使用* 啦
            msg.recycleUnchecked();
        }
    }

分析了上面的源代碼，我們可以意識到，最重要的方法是：

queue.next()
msg.target.dispatchMessage(msg)
msg.recycleUnchecked()

其實Looper中最重要的部分都是由Message、MessageQueue組成的有木有！這段最重要的代碼中涉及到了四個對象,他們與彼此的關係如下：

MessageQueue：裝食物的容器
Message：被裝的食物
Handler（msg.target實際上就是Handler）：食物的消費者
Looper：負責分發食物的人

looper.prepare()（在當前線程關聯一個Looper對象）

 private static void prepare(boolean quitAllowed) {
        if (sThreadLocal.get() != null) {
            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
        }
        //在當前線程綁定一個Looper
        sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
    }

以上代碼只做了兩件事情：

判斷當前線程有木有Looper，如果有則拋出異常（在這裡我們就可以知道，Android規定一個線程只能夠擁有一個與自己關聯的Looper）。
如果沒有的話，那麼就設置一個新的Looper到當前線程。

Handler

由於我們使用Handler的通常性的第一步是:

 Handler handler = new Handler(){
        //你們有沒有很好奇這個方法是在哪裡被回調的？
        //我也是！所以接下來會分析到喲！
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            //Handler your Message
        }
    };

所以我們先來分析Handler的構造方法

//空參數的構造方法與之對應，這裡只給出主要的代碼，具體大家可以到源碼中查看
public Handler(Callback callback, boolean async) {
        //打印內存洩露提醒log
        ....

        //獲取與創建Handler線程綁定的Looper
        mLooper = Looper.myLooper();
        if (mLooper == null) {
            throw new RuntimeException(
                "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
        }
        //獲取與Looper綁定的MessageQueue
        //因為一個Looper就只有一個MessageQueue，也就是與當前線程綁定的MessageQueue
        mQueue = mLooper.mQueue;
        mCallback = callback;
        mAsynchronous = async;

    }

帶上問題：

Looper.loop()死循環中的msg.target是什麼時候被賦值的？
handler.handleMessage(msg)在什麼時候被回調的？

A1：`Looper.loop()`死循環中的`msg.target`是什麼時候被賦值的？

要分析這個問題，很自然的我們想到從發送消息開始，無論是handler.sendMessage(msg)還是handler.sendEmptyMessage(what)，我們最終都可以追溯到以下方法

public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
        //引用Handler中的MessageQueue
        //這個MessageQueue就是創建Looper時被創建的MessageQueue
        MessageQueue queue = mQueue;

        if (queue == null) {
            RuntimeException e = new RuntimeException(
                    this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
            Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
            return false;
        }
        //將新來的Message加入到MessageQueue中
        return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
    }

我們接下來分析enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis):

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
        //顯而易見，大寫加粗的賦值啊！
        **msg.target = this;**
        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
    }

A2：`handler.handleMessage(msg)`在什麼時候被回調的？

通過以上的分析，我們很明確的知道Message中的target是在什麼時候被賦值的了，我們先來分析在Looper.loop()中出現過的過的dispatchMessage(msg)方法

public void dispatchMessage(Message msg) {
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }
            //看到這個大寫加粗的方法調用沒！
            **handleMessage(msg);**
        }
    }

加上以上分析，我們將之前分析結果串起來，就可以知道了某些東西： Looper.loop()不斷地獲取MessageQueue中的Message，然後調用與Message綁定的Handler對象的dispatchMessage方法，最後，我們看到了handleMessage就在dispatchMessage方法裡被調用的。

通過以上的分析，我們可以很清晰的知道Handler、Looper、Message、MessageQueue這四者的關係以及如何合作的了。

總結：

當我們調用handler.sendMessage(msg)方法發送一個Message時，實際上這個Message是發送到與當前線程綁定的一個MessageQueue中，然後與當前線程綁定的Looper將會不斷的從MessageQueue中取出新的Message，調用msg.target.dispathMessage(msg)方法將消息分發到與Message綁定的handler.handleMessage()方法中。

一個Thread對應多個Handler 一個Thread對應一個Looper和MessageQueue，Handler與Thread共享Looper和MessageQueue。 Message只是消息的載體，將會被髮送到與線程綁定的唯一的MessageQueue中，並且被與線程綁定的唯一的Looper分發，被與其自身綁定的Handler消費。

Enjoy Android :) 如果有誤，輕噴，歡迎指正。