Handler的作用

Handler的核心作用用来解决多线程通信的问题

核心成员

成员	作用
Handler	XX
Message	XX
MessageQueue	XX
Looper	XX

场景模拟

假设有2个线程thread1和thread2，我们需要实现线程通信，大致代码如下

        threadl = new Thread("thread1") {
            @Override
            public void run() {
                Log.d(TAG, "threadl run 创建handler1 ");
                handler1 = new Thread1Handler(JustHandlerAct.this);
            }
        };
        thread2 = new Thread("thread2") {
            @Override
            public void run() {

                Log.d(TAG, "thread2 run  延时2秒发消息给thread1的handler");

                try {
                    Thread.sleep(2000);
                    Message msg = Message.obtain();
                    msg.what = 111;
                    handler1.sendMessage(msg);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };

        threadl.start();
        thread2.start();

我们启动2个线程，thread1负责创建handler1，等待thread2发送消息过来
启动后报错:

 This is not main thread, and the caller should invoke Looper.prepare()  and Looper.loop()called byandroid.os.Handler.<init>:122

错误提示thread1不是主线程，使用Handler需要调用Looper.prepare() 和 Looper.loop() 方法
在thread1中修改代码如下：

            threadl = new Thread("thread1") {
            @Override
            public void run() {
                Log.d(TAG, "threadl run 创建handler1 ");
                Looper.prepare();
                handler1 = new Thread1Handler(JustHandlerAct.this);
                Looper.loop();
            }
        };

通过日志可以看到，正常收到了message

2020-11-23 20:31:05.246 23347-23413/com.mj.just D/JustHandlerAct: threadl run 创建handler1 
2020-11-23 20:31:05.246 23347-23414/com.mj.just D/JustHandlerAct: thread2 run  延时2秒发消息给thread1的handler
2020-11-23 20:31:05.246 23347-23347/com.mj.just D/ActivityThread: add activity client record, r= ActivityRecord{848d728 token=android.os.BinderProxy@293d50d {com.mj.just/com.mj.just.handler.JustHandlerAct}} token= android.os.BinderProxy@293d50d
2020-11-23 20:31:07.247 23347-23413/com.mj.just D/JustHandlerAct: mThread1Handler handleMessage what: 111, curThread: thread1

那么Looper.prepare()和Looper.loop()做了什么事呢？我们在主线程创建的handler为什么可以不用调用这两个方法？

主线程创建handler为什么可以不调用？

答案不是不用调用，而是Android系统帮我们做了这一步而已。
APP在启动的时候，会调用ActivityThread类的main方法，我们通过源码可以看到系统帮我们做了这个事

public final class ActivityThread extends ClientTransactionHandler {
    public static void main(String[] args) {
        Looper.prepareMainLooper();
        if (sMainThreadHandler == null) {
            sMainThreadHandler = thread.getHandler();
        }
        Looper.loop();
    }
}

接下来从创建和通信两个维度来说一下handler的跨线程通信机制

创建

1. handler的创建

首先看一下创建一个handler对象的时候，系统做了哪些事

public class Handler {
        public Handler(@Nullable Callback callback, boolean async) {
            mLooper = Looper.myLooper();
            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;
            }
}

可以看到，handler在构造函数中从Looper类中获取了mLooper对象并持有，看一下Looper是如何提供的

public class Looper{
    static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
    public static @Nullable Looper myLooper() {
        return sThreadLocal.get();
    }
}

这里用了ThreadLocal来为提供每个线程的Looper获取方式，不同线程之间的Looper相互独立，那么Looper又是如何产生的呢？其实就是Looper.prepare()方法

public class Looper{
    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));
    }
}

我们看到，prepare方法其实就是给每个线程设置唯一的一个Looper对象

从生产过程来看，大致可以有这么几点总结：

一个线程可以有多个handler，这个没有限制
一个线程只有一个Looper，如果一个线程中创建了多个handler，那么这些handler其实持有的是同一个Looper，线程和Looper的应对关系是靠ThreadLocal来实现的

通信过程

接下来看一下通信过程，我们一般通过handler.sendMessage()方法将消息发送给另一个线程。
handler.sendMessage()方法最终会走到enqueueMessage方法：

public class Handler {
     private boolean enqueueMessage(@NonNull MessageQueue queue, @NonNull Message msg, long uptimeMillis) {
        msg.target = this;
        msg.workSourceUid = ThreadLocalWorkSource.getUid();
        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
    }
}

这里核心做了2件事：

1. 将handler自身放进入message的target属性中

2. 将msg交给了MessageQueue处理

接下来看一下MessageQueue是如何处理的：

public final class MessageQueue {
    boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
       synchronized (this) {
            ...
            msg.markInUse();
            msg.when = when;
            Message p = mMessages; //当前表头msg
            boolean needWake;
            if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
                // 如果当前表中没有积压msg 或者是 立即执行的msg 或者是 时间已过时的msg
                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;
                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);
            }
        }
    }
}

Android Handler原理