Handler源码解析

Handler是一个Android SDK 提供给开发者方便进行异步消息处理的类。来看handler的基本实现

//模拟子线程
 new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //模拟在线程中新建Message 兑现,Message.obtain()是Message中的方法,用来从缓冲中获取
                Message message = Message.obtain();
                message.obj = "测试";
                //发送一个消息
                sHandler.sendMessage(message);
            }
        }).start();


    @SuppressLint("HandlerLeak")
    private static Handler sHandler = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            //在这里可以获取线程中的消息,而且该方法是在主线程中
            Log.e("TAG", "" + msg.obj);
        }
    };

我们先来看sendMessage()的方法


    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);
    }


    private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
        //将当前handler 赋值到Message中,类似绑定
        //注意当前的handler 是在main线程中初始化的
        msg.target = this;
        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
    }

最终调用的是MessageQueue 的enqueueMessage()方法,继续点进来看看


    boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
        //判断 Message 中是否有 target 也就是是否有 handler
        if (msg.target == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
        }
        //判断该 Message 是否已经在使用
        //所以如果连续调用两次  sHandler.sendMessage(message); 就会抛这个异常
        if (msg.isInUse()) {
            throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
        }

        synchronized (this) {
            //判断是否弃用,如果弃用直接返回
            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;
            }
            //标记正在使用中
            msg.markInUse();
            //将 when 的值赋给 msg
            msg.when = when;
            Message p = mMessages;
            boolean needWake;
            //下面这一段代码我做了一些删减,只留下重要部分
            //这段代码的作用就是,将 sendMessage 过来的 message 按照 when 的大小,用链表的形式保存
            //实在没法理解 可以去看看这篇文章 https://www.jianshu.com/p/b1169f85501c
            if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
                msg.next = p;
                mMessages = msg;
            } else {
                Message prev;
                for (;;) {
                    prev = p;
                    p = p.next;
                    if (p == null || when < p.when) {
                        break;
                    }
                }
                msg.next = p; 
                prev.next = msg;
            }
        }
        return true;
    }

到这里 sHandler.sendMessage(message); 就已经完了,至于什么时候会回调 handleMessage 方法?下面来介绍两个方法

//相当于初始化方法
Looper.prepare();
//轮循
Looper.loop();

点进去看看Looper.prepare();

//使用ThreadLocal 确保线程安全
    static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
    public static void prepare() {
        prepare(true);
    }

    private static void prepare(boolean quitAllowed) {
        //使用 ThreadLocal 来确保一个线程只存在一个Looper对象
        //关于 ThreadLocal 如何确保一个线程只存在一个对象,请自行了解
        if (sThreadLocal.get() != null) {
            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
        }
        sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
    }

    private Looper(boolean quitAllowed) {
        //创建MessageQueue队列
        mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
        //获取但前线程
        mThread = Thread.currentThread();
    }

从上面可以知道Looper.prepare();方法就是new 一个Looper对象,在Looper中new MessageQueue对象,实现Looper 和MessageQueue的绑定
再看Looper.loop();方法

    public static @Nullable Looper myLooper() {
        return sThreadLocal.get();
    }

    public static void loop() {
        //获取但前线程的looper对象
        final Looper me = myLooper();
        //如果为null 直接抛异常,
        if (me == null) {
            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
        }
        //获取Looper 中的MessageQueue
        //前面可以知道 new Looper 的时候 new MessageQueue 
        final MessageQueue queue = me.mQueue;
        //死循环不断获取消息进行处理
        for (;;) {
            //获取MessageQueue 中的Message,下面在分析next()方法
            Message msg = queue.next(); 
            if (msg == null) {
                // 没有消息返回
                return;
            }
            //.......
            try {
                //注意看,这里的target 就是handler 对象,直接调用dispatchMessage()方法
                //target 在 sendMessage 的时候赋值
                msg.target.dispatchMessage(msg);
                end = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
            } finally {
                if (traceTag != 0) {
                    Trace.traceEnd(traceTag);
                }
            }
             //.......
            //这个消息处理完毕,释放资源
            msg.recycleUnchecked();
        }
    }

我们先来分析next()方法

Message next() {
        //又是一个循环
        for (;;) {
            synchronized (this) {
                //获取时间
                final long now = SystemClock.uptimeMillis();
                Message prevMsg = null;
                Message msg = mMessages;
                //同步屏障
                if (msg != null && msg.target == null) {
                    do {
                        prevMsg = msg;
                        msg = msg.next;
                    } while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
                }
                if (msg != null) {
                    //判断当前时间和msg的时间比较,是否需要处理
                    if (now < msg.when) {
                        nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
                    } else {
                        // 获取需要处理的msg
                        //也是链表,将头节点的值设置为next节点的值,
                        //将之前的头节点的next 置null 并返回
                        mBlocked = false;
                        if (prevMsg != null) {
                            prevMsg.next = msg.next;
                        } else {
                            mMessages = msg.next;
                        }
                        msg.next = null;
                        //标记正在使用
                        msg.markInUse();
                        return msg;
                    }
                } else {
                    // 没有消息
                    nextPollTimeoutMillis = -1;
                }
   省略代码.......

next()方法就是不断循环MessageQueue 获取到Message 对象
我们再来分析msg.target.dispatchMessage(msg);

    public void dispatchMessage(Message msg) {
         //判断是否传了 callback ,其实就是Runnable
        //如果传了就直接调用 run 方法,
        //没有就调用 handleMessage 就是我们new handler 时重写的方法
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }
            handleMessage(msg);
        }
    }

    //直接调用run 方法
    private static void handleCallback(Message message) {
        message.callback.run();
    }
    
    //什么都没有传的时候,直接调用handleMessage()方法,就是调用我们重写的方法
    public void handleMessage(Message msg) {
    }
    

到这里就结束了,handler 的整套流程。至于为什会有后面的两个方法,我们在主线程中也没有调用这两个方法,为什么就能直接使用,这就需要来看activity 的启动流程,我们来简单看下ActivityThread 中的main 方法


    public static void main(String[] args) {
      
        //系统已经帮我们出事后了
        Looper.prepareMainLooper();

        ActivityThread thread = new ActivityThread();
        thread.attach(false);

        if (sMainThreadHandler == null) {
            sMainThreadHandler = thread.getHandler();
        }

        if (false) {
            Looper.myLooper().setMessageLogging(new
                    LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
        }

        // End of event ActivityThreadMain.
        Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
        //调用loop
        Looper.loop();

        throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
    }
  
    public static void prepareMainLooper() {
       //最后还是会调用prepare 方法
        prepare(false);
        synchronized (Looper.class) {
            if (sMainLooper != null) {
                throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
            }
            sMainLooper = myLooper();
        }
    }

最后再介绍一种情况,当直接在子线程中new Handler会发生什么呢?

    new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                Handler handler = new Handler();
            }
       }).start();

会直接抛异常


WechatIMG426.jpeg

进去看看 new Handler(); 做了什么

    public Handler() {
        this(null, false);
    }

    public Handler(Callback callback, boolean async) {
        //前面已经介绍了,这个方法就是使用 ThreadLocal 获取当前线程的looper对象
        mLooper = Looper.myLooper();
        //获取不到,抛出异常,这就是前面异常的原因
        if (mLooper == null) {
            throw new RuntimeException(
                "Can't create handler inside thread " + Thread.currentThread()
                        + " that has not called Looper.prepare()");
        }
        mQueue = mLooper.mQueue;
        mCallback = callback;
        mAsynchronous = async;
    }

所以我们需要在子线程中new Handler(); 需要加入looper 初始化操作

    new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //初始化当前线程的looper 对象
                Looper.prepare();
                Handler handler = new Handler();
                //轮询
                Looper.loop();
            }
        }).start();

好了,到这里就结束了handler 之旅了。

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