Looper中的死循环

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 2019/04/25 

Handler 应该是每个 Android 开发同学都非常熟悉的组件了，和大部分的 GUI 程序类似，Android 上的 UI 绘制只允许在单个线程上进行。这也是 Google 提供了 Handler 的原因之一，为了方便在其他线程使用 Handler 来通知 UI 线程更新。关于 Handler 的使用和源码解析不是本文的主题，网上已经有很多不错的文章了。本文的主题是探讨下 Looper 类中的 loop() 方法。

我们知道，loop() 实质上是在一个无限的 for 循环中，从 MessageQueue 中不断地取出消息，再交由对应的 Handler 进行分发。这里实际上就涉及到了三个问题：

为什么要是死循环？
既然是死循环，那为什么不会阻塞应用？
这种死循环，会不会非常消耗资源？

在写这篇文章之前，我也从网上看到很多答案，大致上是说，Handler 基于 Epoll 模型实现，只有在有新消息进来时，才会重新唤醒等待的线程，这里指 UI 线程。当时并没有去深究这些答案，觉得好像说的挺对的。实际上，这些答案确实是对的，但并没有回答完整，只回答了上面的第三个问题。

当我在 Java 程序上，仿照 Handler 实现了一个简易版本的 Handler，这是我实现的 loop()：

public static void loop() {                                              
    if (sThreadLocal.get() == null) {                                    
        throw new IllegalStateException("must call prepare() before");   
    }                                                                    
    final Looper curLooper = sThreadLocal.get();                         
    while (true) {                                                       
        Message message = curLooper.messageQueue.next();                 
        if (message == null) {                                           
            // error                                                     
            System.out.println("message is null");                       
            return;                                                      
        }                                                                
        message.target.dispatchMessage(message);                         
    }                                                                    
}

大家不用去深究每个方法的具体实现，从命名理解即可，和 Android 版的 Handler 一样，在一个死循环中，不断从 MessageQueue 中取出消息。但当我使用以下代码执行时，却发现完全按预期那样打印，

public static void main(String[] args) {
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
        Looper.prepare();
        Looper.loop();
        Handler handler = new Handler() {
            @Override
            protected void handleMessage(Message msg) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": handle " + msg.getData());
            }
        };
        service.execute(() -> handler.sendMessage(new Message("Hello World")));
}

loop() 方法阻塞了当前线程，无法执行后面的代码。也就是说，Android Handler 应该也是这样的效果的。有疑惑的同学可以尝试以下代码，可以发现 “After” 不会被打印的。

val thread = Thread(Runnable {      
    println("Before")               
    Looper.prepare()                
    Looper.loop()                   
    println("After")                
})                                  
thread.start()

为了一探究竟，我们看下执行主线程的 Looper.loop() 方法执行，它位于 ActivityThread.main() 方法中，和普通的 Java 程序一样，Android 的入口也是 main() 方法，执行该方法的线程就是我们说的主线程，即 UI 线程。

                                                                                                                                  
Looper.prepareMainLooper();                                                          
                                                                                                                                                                 
ActivityThread thread = new ActivityThread();                                        
thread.attach(false, startSeq);                                                      
                                                                                     
if (sMainThreadHandler == null) {                                                    
    sMainThreadHandler = thread.getHandler();                                        
}                                                                                    
                                                                                                                                                                                                                                                        
                                    
Looper.loop();                                                                       
                                                                                     
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");

这段代码位于 main() 方法的最后，注意最后一句 throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited"); 也就是说，Looper.loop() 之后一般情况下并不会执行到那里。

接下来，就可以来回答第一个问题了，为什么是死循环？我们知道应用在执行完任务后就会退出，但 Android 应用开始运行后，即使没任务也应该保持执行，所以使用死循环来使得应用不结束。

第二个问题，为什么不会阻塞应用。其实是会的，更确切地说，是阻塞了主线程。但 Android 的 UI 事件都是通过 Handler 来调度的，比如启动 Activity，Activity 的生命周期调用等等，这一块有兴趣的同学，可以去看下 Activity 的启动流程，具体可以看看 ActivityThread.H 这个类。

总结

总结下上面我们讨论的，Looper.loop() 方法开始执行后，会阻塞了当前执行的线程，主线程也是这样，这样做的原因之一是，保持当前应用执行不退出。

原文作者：Leo

原文链接：https://linxiaotao.github.io/2019/04/25/Looper%E4%B8%AD%E7%9A%84%E6%AD%BB%E5%BE%AA%E7%8E%AF/

发表日期：April 25th 2019, 7:35:09 am

更新日期：June 15th 2022, 7:19:32 pm

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