Handler使用
首先来熟悉一下Handler的四种使用方式，如果比较熟悉可以直接跳过：
- 通过sendMessage消息机制来发送
sendEmptyMessage(int);//发送一个空的消息
sendMessage(Message);//发送消息，消息中可以携带参数
sendMessageAtTime(Message, long);//未来某一时间点发送消息
sendMessageDelayed(Message, long);//延时Nms发送消息
接收数据
mHandler = new Handler(){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
switch (msg.what) {
case 0:
String data = (String) msg.obj;
textView.setText("接收数据：" + data);
break;
default:
break;
}
}
};
发送数据
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Message msg = new Message();
msg.what = 0;
msg.obj = "测试数据";
mHandler.sendMessage(msg);
}
}).start();
- 使用Post方式；
post(Runnable);//提交计划任务马上执行
postAtTime(Runnable, long);//提交计划任务在未来的时间点执行
postDelayed(Runnable, long);//提交计划任务延时Nms执行
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
mHandler.postDelayed(new Runnable() {
@Override
public void run() {
tvContent.setText("接收数据：" + str);
}
}, 3000);
}
}).start();
其实传递Runnable也是最终转换成message通过sendMessage来发送，将Runnable赋给message的callback，
这个callback在Handler取消息的时候会先进行判断，如果不为空就直接调用了，如果为空才会调用handMessage方法
private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();
m.callback = r;
return m;
}
- 使用runOnUiThread方式；
runOnUiThread其实是调用的post
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
runOnUiThread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
tvContent.setText("接收数据：" + str);
}
});
}
}).start();
- 通过View的Post方式；
也是调用的Handler的post方法
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
tvContent.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
tvContent.setText("接收数据：" + str);
}
});
}
}).start();
Handler组成
Handler的四大成员：
| 发送方式 | 功能介绍 |
|---|---|
| Message | 主要功能是进行消息的封装，同时可以指定消息的操作形式 |
| Looper | 消息循环泵，用来为一个线程跑一个消息循环，每一个线程最多只可以拥有一个 |
| MessageQueue | 就是一个消息队列，存放消息的地方每一个线程最多只可以拥有一个 |
| Handler | 消息的处理者，handler 负责将需要传递的信息封装成Message，发送给Looper，继而由Looper将Message放入MessageQueue中。当Looper对象看到MessageQueue中含有Message，就将其广播出去。该handler 对象收到该消息后，调用相应的handler 对象的handleMessage()方法对其进行处理 |
需要注意的点是每个线程只有一个Looper和一个MessageQueue，一个线程中可以有多个Handler，每个Handler会处理各自的消息，互相之间没有影响，也就是多个Handler的发送和接收之间值多对多的关系。
Handler原理分析
首先来看下主线程和子线程创建Handler的不同
- 主线程
mHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
}
};
- 子线程
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
}
};
Looper.loop();
}
}).start();
发现主线程直接建立即可，而子线程需要使用Looper.prepare()和Looper.loop方法，这个为啥？带着疑问，接着往下看。
从Looper.prepare()开始
当Looper.prepare()被调用时，发生了什么？
public static void prepare() {
prepare(true); //最终其实执行的是私有方法prepare(boolean quitAllowed)中的逻辑
}
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
if (sThreadLocal.get() != null) { //先尝试获取是否已经存在一个Looper在当前线程中，如果有就抛个异常。
//这就是为什么我们不能在一个Thread中调用两次Looper.prepare()的原因。
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed)); //首次调用的话，就创建一个新的Looper。
}
//Looper的私有构造函数
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed); //创建新的MessageQueue，稍后在来扒它。
mThread = Thread.currentThread(); //把当前的线程赋值给mThread。
}
}
可以看到首次调用prepare的时候会创建一个Looper实例放进去，创建Looper实例的时候会创建一个与之关联的MessageQueue，那么这个sThreadLoacal是什么呢? sThreadLocal是个静态的ThreadLocal<Looper> 实例(在Android中ThreadLocal固定为Looper)。那么，Looper.prepare()既然是个静态方法，Looper是如何确定现在应该和哪一个线程建立绑定关系的呢？
来看看ThreadLocal的get()、set()方法。
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread(); //同样先获取到当前的线程
ThreadLocalMap map = getMap(t); //获取线程的ThreadLocalMap
if (map != null)
map.set(this, value); //储存键值对
else
createMap(t, value);
}
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread(); //重点啊！获取到了当前运行的线程。
ThreadLocalMap map = getMap(t); //取出当前线程的ThreadLocalMap。这个东西是个重点，前面已经提到过。忘了的同学在前面再看看。
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
//可以看出，每条线程的ThreadLocalMap中都有一个<ThreadLocal,Looper>键值对。绑定关系就是通过这个键值对建立的。
if (e != null)
return (T)e.value;
}
return setInitialValue();
}
重点来了：每个线程有一个与之关联的Looper，这个Looper是用ThreadLoacaMap来存储的，ThreadLoacaMap存储的就是ThreadLocal对象，而Android中的ThreadLocal就是Looper，所以存的就是Looper，并且ThreadLocalMap是在每线程中都私有的，这就保证的并发时的线程安全，这是典型的以空间来换时间，而我们熟悉的synchronized是以时间换空间。
创建Handler
平时我们都使用new Handler()来在一个线程中创建Handler实例，但是它是如何知道自己应该处理那个线程的任务呢
public Handler() {
this(null, false);
}
public Handler(Callback callback, boolean async) { //可以看到，最终调用了这个方法。
if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
final Class<? extends Handler> klass = getClass();
if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
(klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
klass.getCanonicalName());
}
}
mLooper = Looper.myLooper(); //重点啊！在这里Handler和当前Thread的Looper绑定了。Looper.myLooper()就是从ThreadLocale中取出当前线程的Looper。
if (mLooper == null) {
//如果子线程中new Handler()之前没有调用Looper.prepare()，那么当前线程的Looper就还没创建。就会抛出这个异常。
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
mQueue = mLooper.mQueue; //赋值Looper的MessageQueue给Handler。
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}
上面代码中有mLooper = Looper.myLooper()，这就是Handler和Looper进行了绑定，然后Handler就可以给Looper发消息了，我们调用Handler的sendMessage方法也就是往Looper的MessageQueue里边发消息
Looper.loop()
我们都知道，在Handler创建之后，还需要调用一下Looper.loop()，这样才能循环起来，那Looper是怎样把消息准确的送到Handler中处理
public static void loop() {
final Looper me = myLooper(); //这个方法前面已经提到过了，就是获取到当前线程中的Looper对象。
if (me == null) {
//没有Looper.prepare()是要报错的！
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue; //获取到Looper的MessageQueue成员变量，这是在Looper创建的时候new的。
//这是个Native方法，作用就是检测一下当前线程是否属于当前进程。并且会持续跟踪其真实的身份。
//在IPC机制中，这个方法用来清除IPCThreadState的pid和uid信息。并且返回一个身份，便于使用restoreCallingIdentity()来恢复。
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
for (;;) { //重点(敲黑板)！这里是个死循环，一直等待抽取消息、发送消息。
Message msg = queue.next(); // 从MessageQueue中抽取一条消息。至于怎么取的，我们稍后再看。
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
final long traceTag = me.mTraceTag; //取得MessageQueue的跟踪标记
if (traceTag != 0) {
Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg)); //开始跟踪本线程的MessageQueue中的当前消息，是Native的方法。
}
try {
msg.target.dispatchMessage(msg); //尝试分派消息到和Message绑定的Handler中
} finally {
if (traceTag != 0) {
Trace.traceEnd(traceTag); //这个和Trace.traceBegin()配套使用。
}
}
final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity(); //what？又调用这个Native方法了。这里主要是为了再次验证，线程所在的进程是否发生改变。
msg.recycleUnchecked(); //回收释放消息。
}
}
从上面的分析可以知道，当调用了Looper.loop()之后，线程就就会被一个for(;;)死循环阻塞，每次等待MessageQueue的next()方法取出一条Message才开始往下继续执行。然后通过Message获取到相应的Handler (就是target成员变量)，Handler再通过dispatchMessage()方法，把Message派发到handleMessage()中处理。
MessageQueue
MessageQueue是一个用单链的数据结构来维护消息列表，现在又产生一个疑问，MessageQueue的next()方法是如何阻塞住线程的呢？
Message next() {
//检查loop是否已经为退出状态。mPrt是Native层的MessageQueue的地址。通过这个地址可以和Native层的MessageQueue互动。
final long ptr = mPtr;
if (ptr == 0) {
return null;
}
int pendingIdleHandlerCount = -1;
int nextPollTimeoutMillis = 0; //时间标记，当且仅当第一次获取消息时才为0。因为它在死循环外面啊！
for (;;) {
//这是一个Native的方法。
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) { //锁住MessageQueue
//获取当前的系统时间，用于后面和msg.when进行比较。
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages; //获得当前MessageQueue中的第一条消息
if (msg != null && msg.target == null) {
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
if (msg != null) {
if (now < msg.when) { //这个判断的意义在于只有到了Message应该被发送的时刻才去发送，否则继续循环。
//计算下一条消息的时间。注意最大就是Integer.MAX_VALUE。
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
} else { //应该发送一条消息了。
// Got a message.
mBlocked = false;
if (prevMsg != null) {
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null;
if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
msg.markInUse(); //转换消息标记为使用过的
return msg; //返回一条消息给Looper。
}
} else {
// 如果取到的Message为null，将时间标记设置为-1。
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
}
}
可以看到。MessageQueue在取消息(调用next())时，会进入一个死循环，直到取出一条Message返回。这就是为什么Looper.loop()会在queue.next()处等待的原因
上面方法中出现了一个nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);函数的调用。线程会被阻塞在这个地方，实际上是阻塞在了底层的Looper的epoll_wait()这个地方等待唤醒呢。nativeWake()，通过这个来进行唤醒唤醒，这个方法是在enqueueMessage中调用的
下面看下enqueueMessage的代码：
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
if (msg.target == null) { //没Handler调用是会抛异常的啊
throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
}
synchronized (this) { //锁住MessageQueue再往里添加消息。
msg.markInUse(); //切换Message的使用状态为未使用。
msg.when = when; //我们设置的延迟发送的时间。
//经过下面的逻辑，Message将会被“储存”在MessageQueue中。实际上，Message在MessageQueue中的储存方式，
//是使用Message.next逐个向后指向的单链表结构来储存的。比如：A.next = B, B.next = C...
Message p = mMessages; //尝试获取当前Message
boolean needWake;
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
// 如果为null，说明是第一条。
msg.next = p;
mMessages = msg; //设置当前的Message为传入的Message，也就是作为第一条。
needWake = mBlocked;
} else {
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
Message prev;
//不满足作为第一条Message的条件时，通过下面的逐步变换，将它放在最后面。这样便把Message“储存”到MessageQueue中了。
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
msg.next = p;
prev.next = msg;
}
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);
}
}
return true;
}
为什么主线程创建Handler不用Looper
因为主线程在ActivityThread，也就是主线程初始化的时候通过Looper.prepareMainLooper()建立好了对应的Looper
注意ActivityThread并没有继承Thread，它的Handler是继承Handler的私有内部类H.class。在H.class的handleMessage()中，它接收并执行主线程中的各种生命周期状态消息。UI的16ms的绘制也是通过Handler来实现的。也就是说，主线程中的所有操作都是在Looper.prepareMainLooper()和Looper.loop()之间进行的。
ThreadLocal说明
这个在上面已经说过了，因为是非常的重要，所以在这里再强调一遍。Android中ThreadLocal的表现形式就是Looper，我们在Looper.prepare()中会创建一个Looper实例，并将其存入ThreadLocalMap中，而ThreadLoacalMap是属于特定线程的，这样不仅保证的线程安全，同时也将Looper和对应的线程关联起来了，Looper创建的时候也会创建一个对应的MessageQueue
HandlerThread
先来看一个HandlerThread使用的例子：
HandlerThread thread = new HandlerThread("MyHandlerThread");
thread.start();
mHandler = new Handler(thread.getLooper());
mHandler.post(new Runnable(){...});
再看下HandlerThread的源码
public class HandlerThread extends Thread {
int mPriority;
int mTid = -1;
Looper mLooper;
public HandlerThread(String name) {
super(name);
mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;
}
protected void onLooperPrepared() {
}
@Override
public void run() {
mTid = Process.myTid();
Looper.prepare();
synchronized (this) {
mLooper = Looper.myLooper();
notifyAll();
}
Process.setThreadPriority(mPriority);
onLooperPrepared();
Looper.loop();
mTid = -1;
}
}
它的代码比较短，我们主要来看一下它的run()方法，我们发现它和普通Thread不同之处在于它在run()方法内创建了一个消息队列，然后来通过Handler的消息的方式来通知HandlerThread执行下一个具体的任务。由于HandlerThread的run()方法内Looper是个无限循环，所以当我们不需要使用HandlerThread的时候可以通过qiut()的方法来终止。
public boolean quit() {
Looper looper = getLooper();
if (looper != null) {
looper.quit();
return true;
}
return false;
}
quit()实际上就是让run()内的Looper停止循环
removemessages
这个是用来移除消息队列中对应what类型的数据，当有postMessageDelay消息进入倒计时的时候可以使其停止，但是如果设置的时间达到了，那么也是没有作用的
先来看下源码，下面是Handler的调用
// Handler.java
public final void removeMessages(int what) {
mQueue.removeMessages(this, what, null);
}
他会接着调用MessageQueue里边的removeMessages
// MessageQueue.java
void removeMessages(Handler h, int what, Object object) {
if (h == null) {
return;
}
synchronized (this) {
Message p = mMessages;
// 原代码注释，Remove all messages at front.
// 根据上面传入的参数，p!=null成立，p.target == h成立，object == null 成立
// 即此处可等同为p.what == what
// 此处代码即找到第一个p.what == what的消息并将其移除
while (p != null && p.target == h && p.what == what
&& (object == null || p.obj == object)) {
Message n = p.next;
mMessages = n;
p.recycleUnchecked();
p = n;
}
// Remove all messages after front.
// 此处即为移除找到第一个后的Message
while (p != null) {
Message n = p.next;
if (n != null) {
// 同上，此处也可以等同为p.what == what
if (n.target == h && n.what == what
&& (object == null || n.obj == object)) {
Message nn = n.next;
n.recycleUnchecked();
p.next = nn;
continue;
}
}
p = n;
}
}
}
由源码中可以看出，MessageQueue将Message.what与函数传入的what相同的Message从队列中移除
一个线程多个Handler
一个线程可以建立多个Handler，但是一个线程只有一个Looper，也只有一个MessageQueue，多个Handler发送的消息会都放到一个MessageQueue中进行遍历。重点：同一个Handler只能处理自己发送给Looper的那些Message，多个Handler之间是互不干扰的，也就是多对多的关系。移除相同类型消息的时候，其他Handler也不会受到影响
尊重作者，尊重原创，参考文章：
Handler实例：https://www.cnblogs.com/whoislcj/p/5590615.html
Handler原理：https://www.jianshu.com/p/8862bd2b6a29
HandlerThread：https://www.jianshu.com/p/5b6c71a7e8d7
多对多关系：https://blog.csdn.net/u011573355/article/details/50735604
