原创源码角度分析Android的消息机制系列——Android消息机制概述

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1.为什么需要Android的消息机制
  因为android系统不允许在子线程中去访问UI,即Android系统不允许在子线程中更新UI。
  为什么不允许在子线程中更新UI呢?因为Android的控件不是线程安全的。既然是非线程安全的,那么若在多个子线程中并发访问,UI控制可能会处于一种不可预期的状态。有的读者可能会说,为什么不对UI控件加锁呢?加锁会降低UI访问的效率,因为加锁之后,若想要运行这段synchronized的代码,线程要先拿到执行这段代码的权限,java里面也即拿到某个同步对象的锁,但是一个对象只有一把锁,若此时这个同步对象的锁被其他线程拿走了,那这个线程就只能先在等待队列中等待了,而且当持有对象锁的那个线程执行完,释放对象锁后,不一定会唤醒该线程,那么该线程等待的时间也是未知的。这样一来,就会导致访问UI的效率很低。
Android的消息机制就是为了解决在子线程中访问UI这一问题而诞生的。
2.何为Android的消息机制
Android的消息机制主要是指Handler的运行机制。
说到Handler,必然要提及另外三个概念,即Message、MessageQueue、Looper。而这四者的关系也常常是Android开发者在求职面试中经常被问及的一个问题。下面我们先简单说明一下四者的作用以及关系,关于其实现原理,我们会在后续博文中详细介绍。
Message:消息,当定义一个Message时,包含必要的描述和属性数据。常用属性:arg1、arg2、what、obj、target等,其中arg1和arg2可以存放整型数据,what可以用来标识一条Message,obj可以存放Object类型的任意对象,target就是处理一个Message的Handler。一般情况下,Message不需要new出来,可以调用handler的obtainMessage()方法获取一个Message。
MessageQueue:消息队列,其内部维护了一组消息,以队列的形式对外提供了插入和读取的操作。虽然名字为消息队列,但其内部并非真正的队列,而是采用了单链表的数据结构来存储了消息列表。
Looper:循环,在此即消息循环,Looper并非简单的循环,而是可以处理消息的。Looper会无限循环的去查找是否有新的消息,有的话,则处理消息,否则,就一直等待着。Looper中有一个比较特殊的概念,即ThreadLocal,其并非线程,而是在每个线程中存储数据用的。线程默认是没有Looper的,但是当ActivityThread(主线程,即UI线程)被创建时,就会初始化Looper。

Handler:可以将一个任务切换到某个指定的线程中去执行,一般可以用其更新UI。Handler创建的时候会采用当前线程的Looper来构造消息循环系统,Handler通过ThreadLocal可以获取到当前线程的Looper,又因为ActivityThread在被创建的时候就初始化Looper了,所以在主线程中默认是可以使用Handler的。
 
Handler的运行需要MessageQueue和Looper的支撑,当Hanler创建完毕后,其内部的Looper和MessageQueue就可以和Handler一起协同工作了。Handlr可以通过两种方式发送消息:①在不同线程之间,可以通过send方式发送;②在未来某个时间执行任务,可以用post方式,post方法将一个Runnable投递到Handler的内部Looper中去处理,其实post方法最终也是通过send方法来完成的。
Handler的send方法被调用后,MessageQueue的enqueueMessage会将这个Message放到消息队列中,Looper检测到有新的消息到来了,就会去处理这个消息,最终消息中的Runnable或Handller的handlerMessage方法会被调用,消息被处理。而Looper是运行在创建Handler的线程中的,这样一来,Handler中的业务逻辑就被切换到创建Handler所在的线程中去执行了。我们就可以在主线程中创建Handler,当我们在子线程处理任务并需要更新UI的时候,可以通过handler发送消息,回到主线程去更新UI。


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