Android 开发艺术探索笔记（21）

消息队列的工作原理
MessageQueue有两个操作：插入和读取。读取本身会伴随着删除操作。插入和读取分别对应enqueueMessage和next。
关于enqueueMessage的源码就是在单链表上添加新的message。
next则是一个无限循环，当有消息在队列里时，则会返回这条消息并将其从列表中移除，否则一直阻塞在这里。

Looper的工作原理
就是Looper一直查看MessageQueue中是否有新消息，没有就一直阻塞，否则取出新消息。
在它的构造方法中它会先创建一个MessageQueue，然后将当前线程的对象保存起来。
当我们在一个线程中用Looper.prepare来创建一个Looper，接着通过loop方法来开启消息循环：

主线程中的prepare方法是prepareMainLooper。Looper也是可以退出的，它提供了quit和quitSafely来退出一个Looper。quit是直接退出，quitSafely是把消息队列所以消息处理完才退出。这里是loop方法的源码：


loop是一个死循环，唯一跳出循环的方式是MessageQueue的next方法是null。当没有消息时，next会一直阻塞，导致loop也一直阻塞。如果next返回了新消息，则用dispatchMessage去处理，而这个方法是在创建它Handler的Looper中执行的，这样就成功的将代码逻辑切换到指定的线程中去了。

Handler的工作原理
Handler的主要作用是发送和接收过程。post最终也是通过send来实现的，sendMessage的源码就是在MessageQueue中添加一条信息，然后MessageQueue就会通过next将这条信息交给Looper，最后由Looper交由Handler处理，即调用了Handler的dispatchMessage。
dispatchMessage先检查msg的callback是否为null，不为null就通过handleCallback来处理信息。Message的callback是一个Runnable对象，实际上就是Handler的post方法所传递的Runnable参数。handleCallback的逻辑就是运行这个Runnable。接着检查mCallback是否为null，不为null就调用mCallback的HandleMessage方法来处理消息。最后通过Handler的HandleMessage来处理消息。整个过程如下流程图：

主线程的消息循环：
ActivityThread通过ApplicationThread和AMS来进行IPC，AMS以进程间通信的方式完成ActivityThread的请求后会回调ApplicationThread的Binder方法，然后ApplicationThread会向H发出信息，H收到消息后会将ApplicationThread的逻辑切换到ActivityThread中去执行，即切换到主线程中执行。这个过程就是主线程的消息循环模型。

Android的线程和线程池

在Android中，除了Thread可以扮演线程，AsyncTask、HandlerThread和IntentService。
线程池缓存了一定数量的线程，可以避免频繁的创建和销毁线程所带来的系统开销。主要通过Executor来派生特定类型的线程池。

AsyncTask
AsyncTask是一个轻量级的异步任务类，它可以在线程池中执行任务，然后将结果传递给主线程更新UI。AsyncTask封装了Handler和Thread。但它并不适合特别耗时的线程操作。
AsyncTask是一个抽象泛型类，它提供了Params、Progress、Result三个泛型参数。Params表示参数的类型，Progress表示后台执行任务的进度、Result表示后台任务返回结果的类型。它有4个核心方法：
（1）onPreExecute()，在主线程中执行，做准备工作。
（2）doInBackground(Params…params)，在线程池中执行，执行异步任务，参数列表为输入参数，在这个方法中可以用publishProgress方法来更新任务的进度，publishProgress会调用onProgressUpdate方法。此方法需要返回计算结果回onPostExecute。
（3）onProgressUpdate，在主线程进行。后台任务进度改变后此方法调用。
（4）onPostExecute(Result result)，在主线程运行。
还有onCancelled方法，在主线程进行，当异步任务取消时，此方法调用，onPostExecute方法不会被调用。
使用AsynceTask只需创建一个内部类来继承AsynceTask然后重写上述方法就行了，然后将这个类实例化并执行execute方法就OK。
AsyncTask的使用条件：
（1）必须使用在主线程
（2）其对象必须在主线程中创建
（3）execute必须在UI线程中调用
（4）不要在程序中直接调用那4个核心方法
（5）一个AsyncTask对象只能使用一次，即只能调用一次execute方法，否则会报错。
（6）我们可以使用AsyncTask的executeOnExecutor方法来并行的执行任务。

AsyncTask工作原理
先从execute方法分析，execute方法中调用了executeOnExecutor方法。在这个方法中有个sDefaultExecutor为一个串行的线程池，这个进程所有的AsyncTask都要在这个线程池中排队执行任务。在这个方法中，AsyncTask的onPreExecute最先执行，然后线程开始执行。
首先系统会把AsyncTask的Params参数封装为FutureTask对象，这是一个并发类，这里充当了Runnable作用。接着这个FutureTask会交给SerialExecutor的execute去处理，它会将FutureTask给插入到任务队列mTasks中等待，当其他任务执行完轮到这个FutureTask时，就会执行SerialExecutor的schedulNext方法执行这个任务，直至所有任务执行完，可以看出AsyncTask是串行工作的。
AsyncTask有两个线程池（SerialExecutor和THREAD_POOL_EXECUTOR）和一个Handler（InternalHandler），其中SerialExecutor用于任务的排队，THREAD_POOL_EXECUTOR用于任务真正的执行，InternalHandler用于将线程切换回主线程。FutureTask的run方法会调用mWorks的call方法，在call方法中去执行doInBackground，接着返回一个值传递给postResult方法，这个方法通过Handler发送一个消息，主线程的Handler收到这个消息会执行AsyncTask的finish方法。这finish中，如果AsyncTask取消了，则执行onCanelled取消任务，否则执行onPostExecute方法。
整个AsyncTask的工作原理就分析完毕了。