安卓基础组件Looper - 01 通讯机制简介

为什么需要 Looper

main函数/普通函数执行完后，整个进程/线程也就结束了。为了让处理可执行对象的进程/线程长时间运行，需要无限循环加事件通知的机制。

int main()
{
    while(true)
    {
        1. 线程进入休眠状态，等待通知；
        2. 其它地方给当前线程发送通知，线程从休眠中唤醒，读取通知，处理通知
        3. 进入下一个循环
    }

    return 0;
}

成员

MessageQueue

MessageQueue：装message的容器。

• 使用 pool 享元设计模式。

• 有消息处理，数量不能过多。pool会超出容量。

• 根据时间排序，

  • 当message queue队列满的时候，阻塞，直到用户通过next取出消息。

  • 当出队 next方法 被调用，通知MessagQueue可以进行消息的入队。

  // frameworks/base/core/java/android/os/MessageQueue.java
      boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
  

生产者消费者

• 入队 生产者：子线程 向消息队列添加消息和Handler

• 出队 消费者工作线程：工作线程依此轮循，轮询到了MSG就会执行

  • java 执行了Looper.loop() 的线程（往往是主线程。因此MSG的消费，执行，都在主线程中）
  • cpp Looper::prepare/new Looper的线程

数量关系：（有说法是每个进程只有一个MessageQueue。但我看起来是觉得每个工作线程都有且只有一个MessageQueue）

• java

  // frameworks/base/core/java/android/os/Looper.java
  
  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));
  }
  
  // sThreadLocal.get() will return null unless you've called prepare().
  @UnsupportedAppUsage
  static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
  

• native

  class Looper : public RefBase {
      Vector<MessageEnvelope> mMessageEnvelopes; // guarded by mLock
  

Looper

在线程（一般是主线程）中执行Looper.loop()，则这个线程就是“工作线程”。可以认为是MSG的消费者：所有的MSG的消费，执行都是在该线程中。

• 调用了 Looper::loop() 的线程，会从进程的MessageQueue中取出、处理MSG，并执行Hanlder的重载。

• 因为 MessageQueue 是线程安全的，所以可以有多个线程调用 Looper::loop()，这些线程并行的处理Hanlder。

对于app来说，这个“工作线程”就是主线程。app启动/挂断，一定是从主线程的 main函数 开始的

// frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java
public static void main(String[] args) {
    // 准备loop
    Looper.prepareMainLooper();
    Looper.myLooper().setMessageLogging(new LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
    // 让loop运行起来. 一直循环，保障进程一直执行，如果退出，说明程序关闭
    Looper.loop();

数量关系：进程中可以在进程中指定一个/多个工作线程，每个工作线程拥有一个Looper

• 一个线程只允许有一套Handler通讯机制，只有一个Looper

  在native层 一个线程new多个Looper是不建议的，但神奇的是这往往并不会出错，符合能跑就行的思想。

• 一个进程可以有多个工作线程，从而一个进程中可有多个Looper

Handler lambda

狭义的来说

• Handler是一个类，一个线程有多个 Handler对象 ——设计模式命令模式
• 定义 Handler时，需要指定 Looper 意味着于此同时确定了对应的MessageQueue和工作线程。
• 各个线程怎么区分其中的msg该让哪个Handler执行呢？
  • Handler.sendMessage时会把this（也就是哪个Handler）传递给MessageQueue。
  • 所以，才能让对应 Handler 执行其 handleMessage方法

广义来说：Handler是一种线程通信的方案。

• 作为方案，MessageQueue和Looper也包含其中

• 实际上是内存共享的方案

  • MessageQueue这个容器 在同一进程中的线程间是 共享 的，

  • 主线程可以通过loop死循环去不断的访问 MessageQueue。

为什么 wait/notify用处不大：因为handler已经将需要这部分功能进行了Linux层的封装 使用epoll多路IO复用进行管理。

机制图

解决线程之间的通讯：（并不跨进程）

其他跨线程通信：retrofit，eventbus，rxjava都是使用了主线程MainThread的，底层都使用了Handler机制（Looper机制）