2015年7月12日星期日

Android 消息机制及消息分发详细

android的消息处理机制

Looper
Handler
Message
参考http://www.cnblogs.com/codingmyworld/archive/2011/09/12/2174255.html
android的消息处理有三个核心类:Looper,Handler和Message。其实还有一个Message Queue(消息队列),但是MQ被封装到Looper里面了,我们不会直接与MQ打交道,因此我没将其作为核心类。下面一一介绍:

线程的魔法师 Looper

Looper的字面意思是“循环者”,它被设计用来使一个普通线程变成Looper线程。所谓Looper线程就是循环工作的线程。在程序开发中(尤其是GUI开发中),我们经常会需要一个线程不断循环,一旦有新任务则执行,执行完继续等待下一个任务,这就是Looper线程。使用Looper类创建Looper线程很简单:
View Code
通过上面两行核心代码,你的线程就升级为Looper线程了!!!是不是很神奇?让我们放慢镜头,看看这两行代码各自做了什么。
1)Looper.prepare()
通过上图可以看到,现在你的线程中有一个Looper对象,它的内部维护了一个消息队列MQ。注意,一个Thread只能有一个Looper对象,为什么呢?咱们来看源码。
View Code
通过源码,prepare()背后的工作方式一目了然,其核心就是将looper对象定义为ThreadLocal。如果你还不清楚什么是ThreadLocal,请参考《理解ThreadLocal》
2)Looper.loop()
调用loop方法后,Looper线程就开始真正工作了,它不断从自己的MQ中取出队头的消息(也叫任务)执行。其源码分析如下:
View Code
除了prepare()和loop()方法,Looper类还提供了一些有用的方法,比如
Looper.myLooper()得到当前线程looper对象:
View Code
getThread()得到looper对象所属线程:
View Code
quit()方法结束looper循环:
View Code
到此为止,你应该对Looper有了基本的了解,总结几点:
1.每个线程有且最多只能有一个Looper对象,它是一个ThreadLocal
2.Looper内部有一个消息队列,loop()方法调用后线程开始不断从队列中取出消息执行
3.Looper使一个线程变成Looper线程。
那么,我们如何往MQ上添加消息呢?下面有请Handler!(掌声~~~)

异步处理大师 Handler

什么是handler?handler扮演了往MQ上添加消息和处理消息的角色(只处理由自己发出的消息),即通知MQ它要执行一个任务(sendMessage),并在loop到自己的时候执行该任务(handleMessage),整个过程是异步的。handler创建时会关联一个looper,默认的构造方法将关联当前线程的looper,不过这也是可以set的。默认的构造方法:
View Code
下面我们就可以为之前的LooperThread类加入Handler:
View Code
加入handler后的效果如下图:
可以看到,一个线程可以有多个Handler,但是只能有一个Looper!
Handler发送消息
有了handler之后,我们就可以使用 post(Runnable)postAtTime(Runnable, long)postDelayed(Runnable, long)sendEmptyMessage(int),sendMessage(Message)sendMessageAtTime(Message, long)和 sendMessageDelayed(Message, long)这些方法向MQ上发送消息了。光看这些API你可能会觉得handler能发两种消息,一种是Runnable对象,一种是message对象,这是直观的理解,但其实post发出的Runnable对象最后都被封装成message对象了,见源码:
View Code
其他方法就不罗列了,总之通过handler发出的message有如下特点:
1.message.target为该handler对象,这确保了looper执行到该message时能找到处理它的handler,即loop()方法中的关键代码
msg.target.dispatchMessage(msg);
2.post发出的message,其callback为Runnable对象
Handler处理消息
说完了消息的发送,再来看下handler如何处理消息。消息的处理是通过核心方法dispatchMessage(Message msg)与钩子方法handleMessage(Message msg)完成的,见源码
View Code
可以看到,除了handleMessage(Message msg)和Runnable对象的run方法由开发者实现外(实现具体逻辑),handler的内部工作机制对开发者是透明的。这正是handler API设计的精妙之处!
Handler的用处
我在小标题中将handler描述为“异步处理大师”,这归功于Handler拥有下面两个重要的特点:
1.handler可以在任意线程发送消息,这些消息会被添加到关联的MQ上。
              
2.handler是在它关联的looper线程中处理消息的。
这就解决了android最经典的不能在其他非主线程中更新UI的问题。android的主线程也是一个looper线程(looper在android中运用很广),我们在其中创建的handler默认将关联主线程MQ。因此,利用handler的一个solution就是在activity中创建handler并将其引用传递给worker thread,worker thread执行完任务后使用handler发送消息通知activity更新UI。(过程如图)
下面给出sample代码,仅供参考:
View Code
View Code
当然,handler能做的远远不仅如此,由于它能post Runnable对象,它还能与Looper配合实现经典的Pipeline Thread(流水线线程)模式。请参考此文《Android Guts: Intro to Loopers and Handlers》

封装任务 Message

在整个消息处理机制中,message又叫task,封装了任务携带的信息和处理该任务的handler。message的用法比较简单,这里不做总结了。但是有这么几点需要注意(待补充):
1.尽管Message有public的默认构造方法,但是你应该通过Message.obtain()来从消息池中获得空消息对象,以节省资源。
2.如果你的message只需要携带简单的int信息,请优先使用Message.arg1和Message.arg2来传递信息,这比用Bundle更省内存
3.擅用message.what来标识信息,以便用不同方式处理message。




消息分发:
http://stackvoid.com/details-dispatch-onTouch-Event-in-Android/

Android 事件分发机制详解

网上很多关于Android事件分发机制的解释,大多数描述的都不够清晰,没有吧来龙去脉搞清楚,本文将带你从Touch事件产生到Touch事件被消费这一全过程作全面的剖析。

产生Touch事件

这部分牵扯到硬件和Linux内核部分;我们简单讲述一下这部分内容,如果有兴趣的话可以参考这篇文章

传递Touch事件

触摸事件是由Linux内核的一个Input子系统来管理的(InputManager),Linux子系统会在/dev/input/ 这个路径下创建硬件输入设备节点(这里的硬件设备就是我们的触摸屏了)。当手指触动触摸屏时,硬件设备通过设备节点像内核(其实是InputManager管理)报告事件,InputManager 经过处理将此事件传给 Android系统的一个系统Service:WindowManagerService 。
TouchEvent01
WindowManagerService调用dispatchPointer()从存放WindowState的z-order顺序列表中找到能接收当前touch事件的 WindowState,通过IWindow代理将此消息发送到IWindow服务端(IWindow.Stub子类),这个IWindow.Stub属于ViewRoot(这个类继承Handler,主要用于连接PhoneWindow和WindowManagerService),所以事件就传到了ViewRoot.dispatchPointer()中.
我们来看一下ViewRoot的dispatchPointer方法:
1 public void dispatchPointer(MotionEvent event, long eventTime,
2             boolean callWhenDone) {
3         Message msg = obtainMessage(DISPATCH_POINTER);
4         msg.obj = event;
5         msg.arg1 = callWhenDone ? 1 : 0;
6         sendMessageAtTime(msg, eventTime);
7     }
dispatchPointer方法就是把这个事件封装成Message发送出去,在ViewRoot Handler的handleMessage中被处理,其调用了mView.dispatchTouchEvent方法(mView是一个PhoneWindow.DecorView对象),PhoneWindow.DecorView继承FrameLayout(FrameLayout继承ViewGroup,ViewGroup继承自View),DecorView里的dispatchTouchEvent方法如下. 这里的Callback的cb其实就是Activity的attach()方法里的设置回调。
 1 //in file PhoneWindow.java
 2 public boolean dispatchTouchEvent(MotionEvent ev) {
 3             final Callback cb = getCallback();
 4             if (mEnableFaceDetection) {
 5                 int pointCount = ev.getPointerCount();
 6 
 7                 switch (ev.getAction() & MotionEvent.ACTION_MASK) {
 8                 case MotionEvent.ACTION_POINTER_DOWN:
 9          
10          .......
11 
12             return cb != null && !isDestroyed() && mFeatureId < 0 ? cb.dispatchTouchEvent(ev)
13                     : super.dispatchTouchEvent(ev);
14         }
15 //in file Activity.java -> attach()
16         mFragments.attachActivity(this, mContainer, null);
17         mWindow = PolicyManager.makeNewWindow(this);
18         mWindow.setCallback(this);//设置回调
也就是说,正常情形下,当前的Activity就是这里的cb,即调用了Activity的dispatchTouchEvent方法。
下面来分析一下从Activity到各个子View的事件传递和处理过程。
首先先分析Activity的dispatchTouchEvent方法。
1 public boolean dispatchTouchEvent(MotionEvent ev) {
2         if (ev.getAction() == MotionEvent.ACTION_DOWN) {
3             onUserInteraction();
4         }
5         if (getWindow().superDispatchTouchEvent(ev)) {
6             return true;
7         }
8         return onTouchEvent(ev);
9     }
onUserInteraction() 是一个空方法,开发者可以根据自己的需求覆写这个方法(这个方法在一个Touch事件的周期肯定会调用到的)。如果判断成立返回True,当前事件就不在传播下去了。 superDispatchTouchEvent(ev) 这个方法做了什么呢? getWindow().superDispatchTouchEvent(ev) 也就是调用了PhoneWindow.superDispatchTouchEvent 方法,而这个方法返回的是 mDecor.superDispatchTouchEvent(event),在内部类 DecorView(上文中的mDecor) 的superDispatchTouchEvent 中调用super.dispatchTouchEvent(event),而DecorView继承自ViewGroup(通过FrameLayout,FrameLayout没有dispatchTouchEvent),最终调用的是ViewGroup的dispatchTouchEvent方法。
小结一下。Event事件是首先到了 PhoneWindow 的 DecorView 的 dispatchTouchEvent 方法,此方法通过 CallBack 调用了 Activity 的 dispatchTouchEvent 方法,在 Activity 这里,我们可以重写 Activity 的dispatchTouchEvent 方法阻断 touch事件的传播。接着在Activity里的dispatchTouchEvent 方法里,事件又再次传递到DecorView,DecorView通过调用父类(ViewGroup)的dispatchTouchEvent 将事件传给父类处理,也就是我们下面要分析的方法,这才进入网上大部分文章讲解的touch事件传递流程。
为什么要从 PhoneWindow.DecorView 中 传到 Activity,然后在传回 PhoneWindow.DecorView 中呢? 主要是为了方便在Activity中通过控制dispatchTouchEvent 来控制当前Activity 事件的分发, 下一篇关于数据埋点文章就应用了这个机制
OK,我们要重点分析的就是ViewGroup中的dispatchTouchEvent方法。
  1 @Override
  2     public boolean dispatchTouchEvent(MotionEvent ev) {
  3             //......
  4 
  5             // Check for interception.
  6             final boolean intercepted;//是否被拦截
  7             if (actionMasked == MotionEvent.ACTION_DOWN
  8                     || mFirstTouchTarget != null) {//Touch按下事件
  9                 final boolean disallowIntercept = (mGroupFlags & FLAG_DISALLOW_INTERCEPT) != 0;
 10                 if (!disallowIntercept) {
 11                     intercepted = onInterceptTouchEvent(ev);//判断消息是否需要被viewGroup拦截,这个方法我们可以覆写,
 12                                             //覆写生效的前提是 disallowIntercept 为FALSE,否则写了也没用
 13                     ev.setAction(action); // restore action in case it was changed
 14                 } else {//不允许拦截
 15                     intercepted = false;
 16                 }
 17             } else {
 18                 // There are no touch targets and this action is not an initial down
 19                 // so this view group continues to intercept touches.
 20         //这个操作不是一开始down事件,我们把它置为TRUE,拦截之
 21                 intercepted = true;
 22             }
 23 
 24             // Check for cancelation.
 25             final boolean canceled = resetCancelNextUpFlag(this)
 26                     || actionMasked == MotionEvent.ACTION_CANCEL;
 27 
 28                 //.........
 29 
 30                     final int childrenCount = mChildrenCount;//ViewGroup中子View的个数
 31                     if (newTouchTarget == null && childrenCount != 0) {
 32                         final float x = ev.getX(actionIndex);//获取坐标,用来比对
 33                         final float y = ev.getY(actionIndex);
 34                         // Find a child that can receive the event.
 35                         // Scan children from front to back.
 36                         final View[] children = mChildren;//获取viewgroup所有的子view
 37 
 38                         final boolean customOrder = isChildrenDrawingOrderEnabled();//子View的绘制顺序
 39                         ////从高到低遍历所有子View,找到能处理touch事件的child View
 40                         for (int i = childrenCount - 1; i >= 0; i--) {
 41                             final int childIndex = customOrder ?
 42                                     getChildDrawingOrder(childrenCount, i) : i;//根据Order获取子view
 43                             final View child = children[childIndex];
 44                             //判断是不是我们需要的View
 45                             if (!canViewReceivePointerEvents(child)
 46                                     || !isTransformedTouchPointInView(x, y, child, null)) {
 47                                 continue;
 48                             }
 49 
 50                             newTouchTarget = getTouchTarget(child);//从链表里找子view
 51                             if (newTouchTarget != null) {//找到子view
 52                                 // Child is already receiving touch within its bounds.
 53                                 // Give it the new pointer in addition to the ones it is handling.
 54                 //已经找到,循环结束,目标就是newTouchTarget
 55                                 newTouchTarget.pointerIdBits |= idBitsToAssign;
 56                                 break;
 57                             }
 58 
 59                     //.......
 60                         }
 61                     }
 62                 }
 63             }
 64 
 65             // Dispatch to touch targets.
 66             if (mFirstTouchTarget == null) {
 67                 // No touch targets so treat this as an ordinary view.
 68     /*dispatchTransformedTouchEvent方法中,如果child是null,那么就调用super.dispatchTouchEvent,
 69    *也就是ViewGroup的父类View的dispatchTouchEvent(如果我们在前面拦截了touch事件,那么就会这样处理),
 70    *如果不是null,则调用child.dispatchTouchEvent。
 71    **/
 72                 handled = dispatchTransformedTouchEvent(ev, canceled, null,
 73                         TouchTarget.ALL_POINTER_IDS);
 74             } else {
 75             //....
 76             }
 77         //........
 78         return handled;
 79     }
 80  /**
 81      * Transforms a motion event into the coordinate space of a particular child view,
 82      * filters out irrelevant pointer ids, and overrides its action if necessary.
 83      * If child is null, assumes the MotionEvent will be sent to this ViewGroup instead.
 84      */
 85     private boolean dispatchTransformedTouchEvent(MotionEvent event, boolean cancel,
 86             View child, int desiredPointerIdBits) {
 87         final boolean handled;
 88  
 89         //……
 90  
 91         // Perform any necessary transformations and dispatch.
 92         if (child == null) {
 93             handled = super.dispatchTouchEvent(transformedEvent);
 94         } else {
 95             //……
 96             handled = child.dispatchTouchEvent(transformedEvent);
 97         }
 98  
 99         // Done.
100         //……
101         return handled;
102     }
我们来总结一下 ViewGroup 的 dispatchTouchEvent 的调用过程。
  1. 首先判断此 MotionEvent 能否被拦截,如果是的话,能调用我们覆写 onInterceptTouchEvent来处理拦截到的事件;如果此方法返回TRUE,表示需要拦截,那么事件到此为止,就不会传递到子View中去。这里要注意,onInterceptTouchEvent 方法默认是返回FALSE。
  2. 若没有拦截此Event,首先找到此ViewGroup中所有的子View,通过方法 canViewReceivePointerEvents和isTransformedTouchPointInView,对每个子View通过坐标(Event事件坐标和子View坐标比对)计算,找到坐标匹配的View。
  3. 调用dispatchTransformedTouchEvent方法,处理Event事件。
 1 //ViewGroup.java dispatchTransformedTouchEvent方法截取
 2         if (cancel || oldAction == MotionEvent.ACTION_CANCEL) {
 3             event.setAction(MotionEvent.ACTION_CANCEL);
 4             if (child == null) {//Event事件被截获,调用父类View的dispatchTouchEvent方法
 5                 handled = super.dispatchTouchEvent(event);
 6             } else {
 7                 handled = child.dispatchTouchEvent(event);//调用子View的dispatchTouchEvent方法
 8             }
 9             event.setAction(oldAction);
10             return handled;
11         }
  1. 假设这个子View是一个Button,会调用Button.dispatchTouchEvent 方法,Button和它的父类TextView都没有dispatchTouchEvent方法,只能继续看父类View了,其实最终调用的还是View.dispatchTouchEvent 方法。
  2. 我们继续分析View.dispatchTouchEvent 方法。mOnTouchListener 是OnTouchListener对象,由setOnTouchListener 方法设置;
 1 public boolean dispatchTouchEvent(MotionEvent event) {
 2         if (mInputEventConsistencyVerifier != null) {
 3             mInputEventConsistencyVerifier.onTouchEvent(event, 0);
 4         }
 5 
 6         if (onFilterTouchEventForSecurity(event)) {
 7             //noinspection SimplifiableIfStatement
 8             ListenerInfo li = mListenerInfo;//View 内部类,管理一些listener
 9             if (li != null && li.mOnTouchListener != null && (mViewFlags & ENABLED_MASK) == ENABLED
10                     && li.mOnTouchListener.onTouch(this, event)) {
11                 return true;
12             }
13 
14             if (onTouchEvent(event)) {
15                 return true;
16             }
17         }
18 
19         if (mInputEventConsistencyVerifier != null) {
20             mInputEventConsistencyVerifier.onUnhandledEvent(event, 0);
21         }
22         return false;//没有消费掉,只能返回false,让调用者来处理了。
23     }
24     /**
25      * Register a callback to be invoked when a touch event is sent to this view.
26      * @param l the touch listener to attach to this view
27      */
28     public void setOnTouchListener(OnTouchListener l) {
29         getListenerInfo().mOnTouchListener = l;
30     }
若当前ListenerInfo 方法初始化并且 li.mOnTouchListener 的值不为空且ENABLE掩码为Enable,那么调用mOnTouchListener(this,event)方法。boolean onTouch(View v, MotionEvent event) 这个方法是在View的内部接口 OnTouchListener中的,是一个空方法,需要用户自己来实现。拿一个Button来举例;我们覆写的onTouch()方法在这里被调用。
1 button.setOnTouchListener(new OnTouchListener() {
2             @Override
3             public boolean onTouch(View v, MotionEvent event) {
4               //实现自己的功能
5                 return true;
6             }
7         });
  1. 若onTouch方法返回true,则表示被消费,不会继续传递下去;返回false,表示时间还没被消费,继续传递到 onTouchEvent 这个方法里。
 1 public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
 2         //……
 3         if (((viewFlags & CLICKABLE) == CLICKABLE ||
 4                 (viewFlags & LONG_CLICKABLE) == LONG_CLICKABLE)) {
 5             switch (event.getAction()) {
 6                 case MotionEvent.ACTION_UP:
 7                     //……
 8                     //如果没有触发长按事件,手指动作是up,则执行performClick()方法
 9                         if (!mHasPerformedLongPress) {
10                             // This is a tap, so remove the longpress check
11                             removeLongPressCallback();
12  
13                             // Only perform take click actions if we were in the pressed state
14                             if (!focusTaken) {
15                                 // Use a Runnable and post this rather than calling
16                                 // performClick directly. This lets other visual state
17                                 // of the view update before click actions start.
18                                 //这里判断并去执行单击事件
19                                 if (mPerformClick == null) {
20                                     mPerformClick = new PerformClick();
21                                 }
22                                 if (!post(mPerformClick)) {
23                                     performClick();
24                                 }
25                             }
26                         }
27  
28                     break;
29                 case MotionEvent.ACTION_DOWN:
30                         //……
31                         //是否触发长按事件是在这里判断的,具体细节我就不贴出来了
32                         checkForLongClick(0);
33                         //……
34                     break;
35                     //……
36             }
37             return true;
38         }
39  
40         return false;
41     }
若状态不是CLICKABLE,那么会直接跳过判断执行return false,这意味着后续的touch事件不会再传递过来了。而大家注意看,只要是CLICKABLE,那么无论case哪个节点,最后都是return true,这样就保证了后续事件可以传递过来。 很明显在onTouchEvent 方法里面,主要就是判断应该执行哪个操作,是长按还是单击,然后去执行对应的方法。我们看看如果是单击,执行的方法:
 1 public boolean performClick() {
 2         //……
 3  
 4         ListenerInfo li = mListenerInfo;
 5         if (li != null && li.mOnClickListener != null) {
 6             //播放点击音效
 7             playSoundEffect(SoundEffectConstants.CLICK);
 8             //执行onClick方法
 9             li.mOnClickListener.onClick(this);
10             return true;
11         }
12  
13         return false;
14     }
其实就是调用了我们OnClickListener里面的onClick方法。所以说,当onTouch() 和 onClick()都存在时候,肯定是先执行onTouch,之后再执行onClick;如果onTouch 把事件截获直接return true,那么 onClick 方法就不会执行了。 到这里,整个touch事件的传递过程我们就分析完了。
用户点击屏幕产生Touch(包括DOWN、UP、MOVE,本文分析的是DOWN)事件 -> InputManager -> WindowManagerService.dispatchPointer() -> IWindow.Stub -> ViewRoot.dispatchPointer() -> PhoneWindow.DecorView.dispatchTouchEvent() -> Activity.dispatchTouchEvent() -> PhoneWindow.superDispatchTouchEvent -> PhoneWindow.DecorView.superDispatchTouchEvent -> ViewGroup.dispatchTouchEvent() -> ViewGroup.dispatchTransformedTouchEvent() -> 子View.dispatchTouchEvent() -> 子View.onTouch() -> 子View.onTouchEvent() -> 事件被消费结束。(这个过程是由上往下传导)
如果事件没有被子View消费,也就是说子View的dispatchTouchEvent返回false,此时事件由其父类处理(由下往上传导),最后到达系统边界也没处理,就将此事件抛弃了。

有用的参考

  1. Android FrameWork——Touch事件派发过程详解
  2. android的窗口机制分析------事件处理
  3. Android事件分发机制完全解析,带你从源码的角度彻底理解(下)

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