Android中Handler机制介绍以及分析分为下面几个部分阐述
- Handler的介绍和作用
- Handler的使用场景示例
- Handler机制源码分析
- HandlerThread使用和分析
- Handler总结
- 一些疑问和异常
ok,现在进入正题
一,Handler的介绍和作用
关于Handler的介绍我们首先从安卓官网查阅
上面大致的意思如下:
Handler可以发送和处理Message和Runnable对象到关联的线程的MessageQueue.每一个Handler实例关联到一个唯一的线程和这个线程的MessageQueue.当我们创建一个新的Handler时他将绑定创建它的线程以及这个线程的消息队列.
-
Handler两个主要的用途
- 安排Message和Runnable在合适的时间被执行
- 入队一个Action在其他线程中执行.
-
send Message和post Runnable的方法
- post版本
post(Runnable),
postAtTime(Runnable, long),
postDelayed(Runnable,long)
对于Post版本的方法,将Runnable对象入队到MessageQueue被调用,最终是Message中执行 - send版本
sendEmptyMessage(int),
sendMessage(Message),
sendMessageAtTime(Message,long), sendMessageDelayed(Message,long)
对于Send版本的方法,将Message对象入队后,然后被Handler的handleMessage(Message)方法处理
- post版本
当应用(App)的进程被创建后, 主线程默认的就会创建并运行一个与之相关联的消息队列,用来管理顶级的应用对象(activities, broadcast receivers等)以及窗口的创建.
可以在创建的线程中创建新的消息队列,通过Handler可以和主线程进行交互,使用到上面的Post版本和Send版本的方法
二,Handler使用示例
1,子线程和主线程交互
对于子线程和主线程通过Handler交互, 可以是子线程向主线程发送消息(例如,更新UI),也可以主线程向子线程发送消息(例如,完成某个特定的操作)
下面代码说明
private Handler mMainHandler = new Handler(){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
System.out.println("主线程"+Thread.currentThread().getName()+" Handler 收到消息:"+msg.obj);
Message message = Message.obtain();
message.obj = "消息是从主线程中发出的";
mSubHandler.sendMessage(message);
}
};
private Handler mSubHandler;
private void test(){
new Thread(){
@Override
public void run() {
super.run();
Looper.prepare();
mSubHandler = new Handler(){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+" Handler 收到消息:"+msg.obj);
Message message = Message.obtain();
message.obj = "消息是从子线程中发出的";
mMainHandler.sendMessage(message);
//子线程Looper不在使用时退出,主线程的不能退出,否则throw new IllegalStateException("Main thread not allowed to quit.");
mSubHandler.getLooper().quitSafely();
}
};
Looper.loop();
}
}.start();
Message msg = new Message();
msg.obj = "开始发送消息";
mMainHandler.sendMessage(msg);
}
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
test();
}
2,子线程Post一个Action
对于Post版本的方法,最终处理是在MessageQueue中的Message,所以handleMessage接收不到
private Handler mMainHandler = new Handler(){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
//对于Post版本的方法,最终处理是在MessageQueue中的Message,所以在这里是接收不到的
}
};
private void test(){
new Thread(){
@Override
public void run() {
super.run();
mMainHandler.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("Post一个Action");
}
});
}
}.start();
}
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
test();
}
三,Handler机制源码分析
Handler机制与之相关的类 ,有Handler,Looper,Message, MessageQueue
下面的分析以我们使用一个Handler发送一个消息或者Action的方法调用顺序开始
当我们在一个线程中创建Handler且关联Looper消息队列需要
Looper中的prepare()方法用来初始化当前线程Looper,然后创建Handler关联他,然后调用Looper的loop()方法
Looper.prepare();
Handler subHandler = new Handler();
Looper.loop();
1,Looper中的prepare()方法
public static void prepare() {
prepare(true);
}
2,调用重载的prepare(boolean)方法
这个方法new一个Looper然后与当前线程关联,然后将其存放到ThreadLocal中
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}
3, 然后看下Looper对象在创建的时候都做了什么
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
很简单,Looper在创建时创建一个消息队列,也就是Looper与之唯一对应
4,Handler发送消息或者post Runnable
- 发送消息
public final boolean sendMessage(Message msg)
{
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue == null) {
RuntimeException e = new RuntimeException(
this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
return false;
}
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}
- post Runnable
public final boolean post(Runnable r)
{
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();
m.callback = r;
return m;
}
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue == null) {
RuntimeException e = new RuntimeException(
this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
return false;
}
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}
不管是发送消息还是Post Runnable最终都是调用sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)
然后enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis)入到消息队列中
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
上面的这个函数函数有很重要的一行msg.target = this, 将当前发送Message的Handler赋值给这个msg的target, 这个target将来在Looper中取得消息后进行分发的Handler对象.
接下来就是调用MessageQueue的消息入队
5,MessageQueue的入队操作
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
if (msg.target == null) {
throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
}
if (msg.isInUse()) {
throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
}
synchronized (this) {
if (mQuitting) {
IllegalStateException e = new IllegalStateException(
msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
msg.recycle();
return false;
}
msg.markInUse();
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
//如果消息队列为空,那么改Message就作为头结点
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
// New head, wake up the event queue if blocked.
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
// Inserted within the middle of the queue. Usually we don't have to wake
// up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
// and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
Message prev;
//寻找合适的插入位置,是按照消息的将要被处理的先后顺序来处理的(when)
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;
}
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);
}
}
return true;
}
MessageQueue插入的Message时候
1)首先会有各种判断, 消息的target(也就是发送和将来处理消息的Handler)是否为空, Message是否在使用, 消息队列是否退出等前提条件
2)插入Message到消息队列的合适位置
如果消息队列为空,那么该Message就作为头结点
否则就根据消息将要执行的先后顺序(when)来进行比较找到插入的位置
6,Looper.loop()
Looper中的loop负责来取出消息队列中的Message,如果消息队列为空,则阻塞,如果调用quit或者quitSafely方法退出消息机制,那么取出的msg为空,将退出. 否则执行消息的派发
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;
// Make sure the identity of this thread is that of the local process,
// and keep track of what that identity token actually is.
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
... ...
try {
msg.target.dispatchMessage(msg);
} finally {
if (traceTag != 0) {
Trace.traceEnd(traceTag);
}
}
... ....
msg.recycleUnchecked();
}
}
msg.target.dispatchMessage(msg)中的target就是发送Message到MessageQueue的Handler,所以发送Message到MessageQueue的Handler和Looper从MessageQueue取出Message进行派发处理的也是这个Handler
7,Handler的dispatchMessage
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
这个就是Message最终处理的地方,转了一大圈又回到了原点
首先分两部分说明他是怎么派发的
- if (msg.callback != null)
这个对应的是handler post Runnable对象情况
private static void handleCallback(Message message) {
message.callback.run();
}
这个时候直接执行Runnable对象的run()方法,不会被Handler的handleMessage方法处理
- msg.callback == null
这个对应的是handler 发送消息(sendMessage)的情形
也就是上面的else代码分之
首先他会判断handler对象中的mCallback是否为空,这个对象类型如下:
public interface Callback {
public boolean handleMessage(Message msg);
}
这个接口在构造Handler对象的时候使用
public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async) {
mLooper = looper;
mQueue = looper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}
如果在创建Handler实例时,传入了Callback接口,如果handleMessage(Message)方法返回true,则截断这个Message向下传递,直接返回.
如果Callback不为空且返回false或者Callback为空,那么就由我们创建Handler覆写的handleMessage(Message)处理,这个方法是不是很熟悉呢?
到此,消息机制的创建,以及处理流程完毕,下面用一个图
四,HandlerThread使用和分析
HandlerThread提供了一个便于建立子线程消息机制的一种方式.
使用如下:
HandlerThread ht = new HandlerThread("sub");
ht.start();
Handler handler = new Handler(ht.getLooper());
他很简单的就创建一个子线程,以及这个线程对应的Looper,MessageQueue,然后将一个Handler关联到这个线程和消息队列
HandleThread代码不多,他的实现精髓就是run()方法和getLooper()方法
public void run() {
mTid = Process.myTid();
Looper.prepare();
synchronized (this) {
mLooper = Looper.myLooper();
notifyAll();
}
Process.setThreadPriority(mPriority);
onLooperPrepared();
Looper.loop();
mTid = -1;
}
public Looper getLooper() {
if (!isAlive()) {
return null;
}
// If the thread has been started, wait until the looper has been created.
synchronized (this) {
while (isAlive() && mLooper == null) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
return mLooper;
}
当线程启动,就开始执行run方法 他首先就开始创建一个Looper,然后给变量mLooper赋值,然后notifyAll由于获得Looper被阻塞的线程
getLooper()方法返回Looper对象,然后关联到Handler对象,建立消息机制.但是由于线程异步,所以可能在获取的时候,Looper对象还没有创建出来,所以有一个wait()操作
五,Handler总结
- 每个线程都对应唯一的一个Looper和唯一的一个MessageQueue
- 每个Looper可以对应多个Handler
- 每个Handler对应唯一的一个Looper和MessageQueue
- 那个Handler 发送消息,最终经过hanler->messagequeue->loop->handler回到原点由那个Handler处理
- 当我们要在子线程中建立消息机制时,推荐使用HandlerThread
- 当我们在子线程中简历消息机制时,如果不再使用,要调用quit()或者quitSafely()退出
最后,在举一个🌰来说明这个Handler机制
假设你所在的公司只有一个领导(Looper), 只有一个OA系统(MessageQueue),多个员工(Handler).
当你(Handler)有女票千里奔袭机动千里,突然奔袭而来,你(Handler)向OA(MessageQueue)提交请假事由(Message),你的领导(Looper)看到这个不可拒绝的理由(Message),将这个事由派发给你(Handler),然后你(Hanlder)处理---接驾
六,一些疑问和异常
1,为什么我们平时使用Handler时候没有写过Looper.prepare()h和Looper.loop()方法呢?
因为我们平时使用的Handler都是在主线程中创建的, 当应用启动,ActivityThread类中已经初始化了
public static void main(String[] args) {
... ...
Looper.prepareMainLooper();
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}
... ...
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}
2,throw new RuntimeException( "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
由于在子线程中创建Handler时候没有初始化对应的Looper(每个Handler要对应一个Looper的)
3, throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
由于在子线程中创建Handler时候,调用Looper.loop()之前一定要调用Looper.prepare()
