android 进程/线程管理(一)—-消息机制的框架 – Joyfulmath

一:android 进程和线程

进程是程序运行的一个实例。android通过4大主件,弱化了进程的概念,尤其是在app层面,基本不需要关系进程间的通信等问题。

但是程序的本质没有变,尤其是多任务系统,以事件为驱动的软件系统基本模式都是如下:

程序的入口一般是main:

1.初始化:

比如创建窗口,申请资源等。

2.进入while(true)

在循环中处理各种事件,直到进程退出。

四大组件是进程的部分载体,配置进程在androidmanifest.xml里面,android:process 属性。

当然默认所有的都在同一个进程里面,由application里面配置,默认进程为apk的包名。

线程是进程的有机组成部分,是CPU调度的基础。

一般情况下,都有主线程和其他线程之分,只有主线程才可以刷新UI。

应用程序启动后,将创建ActivityThread 主线程。

不同包名的组件可以一定的方式运行在同一个进程中。

一个Activity启动后,至少会有3个线程。一个主线程和2个binder线程。

 

二:android 进程内的消息驱动机制—Handler,MessageQueue,Runnable,Looper

1.Runnable & MessageQueue:

Runnable 和Message 是消息的2种载体。

消息的行为本质上就是 一段操作Runnable,或者是一段数据Message,包含这操作内容,由handlemessage来判断处理。

他们的操作方式就是:

public final boolean post(Runnable r)
{
  return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}

public final boolean postAtTime(Runnable r, long uptimeMillis)

public final boolean postAtTime(Runnable r, Object token, long uptimeMillis)

上面就是Runnable的方法,可以看到Runnable会被分装成Message的形式发送。

private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m
= Message.obtain();
m.callback
= r;
return m;
}

所以本质上,都是以Message的封装方式处理。

最终所有的消息都会放入MessageQueue里面。

MessageQueue并不是一个真正的队列,而是链表。

Looper就是循环在某件事情,类似于while(true)干的事情。

Handler就是真正做事情的。

Looper不断的从MessageQueue从取出数据,然后交给handler来处理。

2.Handler:

framework/base/core/android/os/Handler.java

其实handler的作用,它的注释已经解释的非常清楚。

/**
* A Handler allows you to send and process {
@link Message} and Runnable
* objects associated with a thread’s {
@link MessageQueue}. Each Handler
* instance is associated with a single thread and that thread’s message
* queue. When you create a new Handler, it is bound to the thread /
* message queue of the thread that is creating it — from that point on,
* it will deliver messages and runnables to that message queue and execute
* them as they come out of the message queue.
*
* <p>There are two main uses for a Handler: (1) to schedule messages and
* runnables to be executed as some point in the future; and (2) to enqueue
* an action to be performed on a different thread than your own.
*
* <p>When posting or sending to a Handler, you can either
* allow the item to be processed as soon as the message queue is ready
* to do so, or specify a delay before it gets processed or absolute time for
* it to be processed. The latter two allow you to implement timeouts,
* ticks, and other timing-based behavior.
*/

这个一共三段内容,大意是:

1)handler使用runnable或者message的方式传递,存储在一个thread的messagequeue里面。

当你创建一个新的handler的时候,他会与这个创建它的线程绑定。

对于一个Thread 来说MessageQueue,和Looper只有一个。

2)使用handler一般有2种场景。

希望do runnable或者某种Message 在in the future.

或者把一个action(Runnable or Message)传递到其他线程进行操作。

常见的操作就是在工作线程中使用主线程handler来操作UI。

3)你可以让handler直接操作message内容,或者等待一段时间,这个时间是可以配置的。

handle的2大功能

处理message:

public void dispatchMessage(Message msg) 分发消息
public void handleMessage(Message msg) 处理消息,该方法通常情况下,须由子类继承。

Looper.loop()方法会调用dispatchMessage来处理消息。

public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
}
else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}

handler的子类通过重载该方法,可以修改handler的消息派发方式。

handler的第二个作用是把message & Runnable分装到MessageQueue里面。

handler,messagequeue,looper目的是什么,目的就是启动消息机制。

MessageQueue:

MessageQueue从哪里得到,从Handler源码看到,是从Looper里面来的。

public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async) {
mLooper
= looper;
mQueue
= looper.mQueue;
mCallback
= callback;
mAsynchronous
= async;
}

Looper:

private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue
= new MessageQueue(quitAllowed);
mThread
= Thread.currentThread();
}

Looper 构造函数就干了2件事。

创建Messagequeue,所以 每个Looper都有唯一的一个MessageQueue与之对应。

得到运行thread。

// sThreadLocal.get() will return null unless you’ve called prepare().
static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();

Looper有个特殊的变量,ThreadLocal, 这个对象只对自己所在的线程全局,其他的线程无法看到它。

Looper提供了很多static的方法,所以肯定还有一些能都识别“身份“的方法。

这些方法在我们使用looper 的时候,最重要的是如下2个:

private static void prepare(boolean quitAllowed) {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException(“Only one Looper may be created per thread”);
}
sThreadLocal.set(
new Looper(quitAllowed));
}
/**
* Run the message queue in this thread. Be sure to call
* {
@link #quit()} to end the loop.
*/
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException(“No Looper; Looper.prepare() wasn’t called on this thread.”);
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;

// 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();

for (;;) {
Message msg
= queue.next(); // might block
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);
}

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);
}

msg.recycle();
}
}

prepare才是looper创建以及和thread绑定的地方。

looper.loop()方法是整个looper机制启动的地方。

从此thread就会接受消息和处理消息了。

这里有个小问题:

Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}

一开始的时候,MessageQueue handler没有传递消息进队列,按理说取到的消息是null,这样looper就直接退出了。

这个问题等到分析源码的时候,在解决。

这样handler,messaqequeue,looper, 和thread都关联起来了。

下面还有一个mainlooper的问题。

public static void main(String[] args) {

Looper.prepareMainLooper();

if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler
= thread.getHandler();
}

Looper.loop();
}

以上是ActivityThread的部分入口函数main的源码:

可见prepareMainLooper()的方法,是给主线程使用的。

而looper那边的

private static Looper sMainLooper; // guarded by Looper.class

是为了给其他线程应用使用。

这样其他线程可以给主线程发消息。

 

 

 

 

 

如图所示:主线程的looper将由sMainLooper作为应用,保存在static空间中,其他工作线程可以访问它

 至此,整个消息机制的框架已经驱动起来。

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