Android应用程序消息机制
最后更新于：2022-04-02 05:02:09
### **概述**
Android应用程序与传统的PC应用程序一样，都是消息驱动的。也就是说，在Android应用程序主线程中，所有函数都是在一个消息循环中执行的。Android应用程序其它线程，也可以像主线程一样，拥有消息循环。Android应用程序主线程是一个特殊的线程，因为它同时也是UI线程以及触摸屏、键盘等输入事件处理线程。主线程对消息循环很敏感，一旦发生阻塞，就会影响UI的流畅度，甚至发生ANR问题。
主要讲Android应用程序线程消息循环原理，主要涉及到Handler和Looper两个类，以及根据消息循环的不同使用场景，总结出三种线程使用模型。掌握Android应用程序消息处理机制，有助于我们熟练地使用同步和异步编程，提高程序的运行性能。
* 线程与消息的关系
* 线程的消息队列创建
* 线程的消息循环
* 线程的消息发送
* 线程的消息处理
* 消息在异步任务的应用
#### **线程与消息的关系**
**Android应用程序有两种类型的线程**
* 带有消息队列，用来执行循环性任务
* 有消息时就处理
* 没有消息时就睡眠
* 例子：主线程、android.os.HandlerThread
* 没有消息队列，用来执行一次性任务
* 任务一旦执行完成便退出
* 例子：java.lang.Thread
**带有消息队列的线程四要素**
* Message(消息)
* MessageQueue(消息队列)
* Looper(消息循环)
* Handler(消息发送和处理)
**Message、 MessageQueue、 Looper和Handler的交互过程**
#### **线程的消息队列创建**
**MessageQueue与Looper的关系**
**例1：ServerThread**
**例2：ActivityThread**
**Looper.prepare/prepareMainLooper**
**new Looper – 创建Java层的Looper**
**new MessageQueue**
**nativeInit**
**new NativeMessageQueue**
**new Looper – 创建C++层的Looper**
**pipe**
* 一种进程/线程间通信机制
* 包含一个写端文件描述符和一个读端文件描述符
* Looper通过读端文件描述符等待新消息的到来
* Handler通过写端文件描述符通知Looper新消息的到来
**epoll**
* 一种I/O多路复用技术，select/poll加强版
* epoll_create：创建一个epoll句柄
* epoll_ctl：设置要监控的文件描述符
* epoll_wait：等待监控的文件描述符发生IO事件
* Looper利用epoll来监控消息队列是否有新的消息，也就是监控消息管道的读端文件描述符
**为什么要用epoll**
Looper除了监控消息管道之外，还需要监控其它文件描述符，例如，用来接收键盘/触摸屏事件的文件描述符
#### **线程的消息循环**
**例1：ServerThread**
**例2：ActivityThread**
**Looper.loop – Java层的Looper**
**MessageQueue.next**
**nativePollOnce**
**NativeMessageQueue.pollOnce**
**Looper.pollOnce – C++层的Looper**
**Looper.pollInner**
**Looper.awoken**
#### **线程的消息发送**
**常用的消息发送接口**
* Handler.sendMessage
带一个Message参数，用来描述消息的内容
* Handler.post
带一个Runnable参数，会被转换为一个Message参数
**Message**
**Handler.sendMessage/post**
**Handler.sendMessageDelayed**
**Handler.sendMessageAtTime**
**Handler.enqueueMessage**
**MessageQueue.enqueueMessage**
**备注**：
mBlocked：Indicates whether next() is blocked waiting in pollOnce() with a non-zero timeout.
**nativeWake**
**NativeMessageQueue.wake**
**Looper.wake**
**回顾消息循环过程**
**Handler.dispatchMessage**
#### **消息在异步任务的应用**
**在主线程为什么要用异步任务？**
* 主线程任务繁重
* 执行组件生命周期函数
* 执行业务逻辑
* 执行用户交互
* 执行UI渲染
* 主线程处理某一个消息时间过长时会产生ANR
* Service生命周期函数 – 20s
* Broadcast Receiver接收前台优先级广播函数 –10s
* Broadcast Receiver接收后台优先级广播函数 – 60s
* 影响输入事件处理的函数 – 5s
* 影响进程启动的函数 – 10s
* 影响Activity切换的函数– 2s
**备注**：
一个进程如果正在接收一个前台优先级广播，那么它所在的进程调度组就为Process.THREAD_GROUP_DEFAULT ，如果是正在接收后台优先级广播，那么它所在的进程调度组就为Process.THREAD_GROUP_BG_NONINTERACTIVE。发送广播时，通过Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND标志来指定是前台优先级还是后台优先级
**基于消息的异步任务接口**
* android.os.HandlerThread
适合用来处于不需要更新UI的后台任务
* android.os.AyncTask
适合用来处于需要更新UI的后台任务
**android.os.HandlerThread**
**启动HandlerThread**
~~~
HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("Handler Thread");
handlerThread.start();
~~~
**向HandlerThread分配任务**
~~~
ThreadTask threadTask = new ThreadTask();
Handler handler = new Handler(handlerThread.getLooper());
handler.post(threadTask);
~~~
**退出HandlerThread**
~~~
handlerThread.quit();
~~~
**android.os.AyncTask**
* 在进程内维护一个线程池来执行任务
* 任务在开始执行、执行过程以及结束执行时均可以与主线程进行交互
* 任务是通过一个Handler向主线程发送消息以达到交互的目的
**例子**
**AysnTask的相关成员变量定义**
**用来向主线程发送消息的InternalHandler**
**任务执行过程或者结果数据--AsyncTaskResult**
**创建任务**
**执行任务**
**触发AsyncTask.doInBackground在工作线程中被调用**
**更新任务进度**
**MESSAGE_POST_PROGRESS通过sHandler发送到主线程的消息队列**
**触发AsyncTask.onProgressUpdate在主线程中被**
**任务结束时，MESSAGE_POST_RESULT通过sHandler发送到主线程的消息队列，触发AsyncTask.finish在主线程中被调用**
**进一步触发AsyncTask.onPostExecute在主线程中被调用**
**任务中途取消时，MESSAGE_POST_CANCEL通过sHandler发送到主线程的消息队列，触发AsyncTask.onCancel在主线程中被调用**
';