深入源码分析Handler的消息处理机制

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    handler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MessageQueue被封装到Looper里面了,我们不会直接与MessageQueue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:

public class LooperThread extends Thread {

    @Override

    public void run() {

        //将当前线程初始化为Looper线程

        Looper.prepare();

        //开始循环处理消息队列

        Looper.loop();

    }

}

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MessageQueue。注意,一个Thread只能有一个Looper对象,为什么呢?咱们来看源码。

public class Looper {

    //每个线程中的Looper对象其实是一个ThreadLocal,即线程本地存储(TLS)对象

    private static final ThreadLocal sThreadLocal =new ThreadLocal();

    // Looper内的消息队列

    final MessageQueue mQueue;

    //当前线程

    Thread mThread;

    //每个Looper对象中有它的消息队列,和它所属的线程

    private Looper() {

         mQueue =new MessageQueue();

        mRun =true;

        mThread = Thread.currentThread();

    }

    //我们调用该方法会在调用线程的TLS中创建Looper对象

    public static fina lvoid prepare() {

    if (sThreadLocal.get() !=null) {

    //试图在有Looper的线程中再次创建Looper将抛出异常

        thrownew RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");

    }

    sThreadLocal.set(new Looper());

    }

}

    通过源码,prepare()背后的工作方式一目了然。每个线程中的Looper对象其实是一个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:

public static final void loop() {

    Looper me = myLooper(); //得到当前线程Looper

    MessageQueue queue = me.mQueue; //得到当前looper的MessageQueue

    Binder.clearCallingIdentity();

    final long ident = Binder.clearCallingIdentity();

    //开始循环

    while (true) {

        Message msg = queue.next(); //取出message

        if (msg !=null) {

            if (msg.target ==null) {

                // message没有target为结束信号,退出循环

                return;

            }

            //将真正的处理工作交给message的target,即后面要讲的handler

            msg.target.dispatchMessage(msg);

            //回收message资源

            msg.recycle();

        }

    }

}

除了prepare()和loop()方法,Looper类还提供了一些有用的方法,比如:

1.myLooper()得到当前线程looper对象。

2.getThread()得到looper对象所属线程。

3.quit()方法结束looper循环。

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MessageQueue上添加消息呢?下面有请Handler出场!

异步处理大师Handler

    什么是handler?handler扮演了往MessageQueue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MessageQueue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:

public class handler {

    final MessageQueue mQueue; //关联的MessageQueue

    final Looper mLooper; //关联的looper

    final Callback mCallback;

    public Handler() {

        //默认将关联当前线程的looper

        mLooper = Looper.myLooper();

        // looper不能为空,即该默认的构造方法只能在looper线程中使用

        if (mLooper ==null) {

            throw new RuntimeException(

            "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");

        }

        //直接把关联looper的MessageQueue作为自己的MessageQueue,因此它的消息将发送到关联looper的MessageQueue上

        mQueue = mLooper.mQueue;

    }

}


下面我们就可以为之前的LooperThread类加入Handler:

public class LooperThread extends Thread {

    private Handler handler1;

    private Handler handler2;

    @Override

    public void run() {

        //将当前线程初始化为Looper线程

        Looper.prepare();

        //实例化两个handler

        handler1 =new Handler();

        handler2 =new Handler();

        //开始循环处理消息队列

        Looper.loop();

    }

}

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:

//处理消息,该方法由looper调用

public void dispatchMessage(Message msg) {

    if (msg.callback !=null) {

        //如果message设置了callback,即runnable消息,处理callback!

        handleCallback(msg);

    } else {

        //如果handler本身设置了callback,则执行callback

        if (mCallback !=null) {

            /*这种方法允许让activity等来实现Handler.Callback接口,避免了自己编写handler重写handleMessage方法。

            if (mCallback.handleMessage(msg)) {

                 return;

            }

        }

        //如果message没有callback,则调用handler的钩子方法handleMessage

        handleMessage(msg);

    }

}

//处理runnable消息

private final void handleCallback(Message message) {

    message.callback.run(); //直接调用run方法!

}

//由子类实现的钩子方法

publicvoid handleMessage(Message msg) {

}

    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

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它所关联的MessageQueue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)。


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。

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