Android Handler原理详解

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简介

在 Android 中,只有主线程才能操作
UI,但是主线程不能进行耗时操作,否则会阻塞线程,产生 ANR
异常,所以常常把耗时操作放到其它子线程进行。如果在子线程中需要更新
UI,一般是通过 Handler 发送消息,主线程接受消息并且进行相应的逻辑处理。除了直接使用 Handler,还可以通过
View 的 post 方法以及 Activity 的 runOnUiThread 方法来更新
UI,它们内部也是利用了 Handler。在上一篇文章 Android
AsyncTask源码分析 中也讲到,其内部使用了 Handler 把任务的处理结果传回
UI 线程。

本文深入分析 Android 的消息处理机制,了解 Handler 的工作原理。

关于Android的消息处理机制,我们避免不了会提到Handler,这也是面试常谈的一个知识点,最近在整理相关资料,正好写篇博客记录下。

Handler

先通过一个例子看一下 Handler 的用法。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private static final int MESSAGE_TEXT_VIEW = 0;

    private TextView mTextView;
    private Handler mHandler = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            switch (msg.what) {
                case MESSAGE_TEXT_VIEW:
                    mTextView.setText("UI成功更新");
                default:
                    super.handleMessage(msg);
            }
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        Toolbar toolbar = (Toolbar) findViewById(R.id.toolbar);
        setSupportActionBar(toolbar);

        mTextView = (TextView) findViewById(R.id.text_view);

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                mHandler.obtainMessage(MESSAGE_TEXT_VIEW).sendToTarget();
            }
        }).start();

    }
}

上面的代码先是新建了一个 Handler的实例,并且重写了 handleMessage 方法,在这个方法里,便是根据接受到的消息的类型进行相应的
UI 更新。那么看一下 Handler的构造方法的源码:

public Handler(Callback callback, boolean async) {
    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();
    if (mLooper == null) {
        throw new RuntimeException(
            "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
    }
    mQueue = mLooper.mQueue;
    mCallback = callback;
    mAsynchronous = async;
}

在构造方法中,通过调用 Looper.myLooper() 获得了 Looper 对象。如果 mLooper 为空,那么会抛出异常:”Can’t
create handler inside thread that has not called
Looper.prepare()”,意思是:不能在未调用 Looper.prepare() 的线程创建 handler。上面的例子并没有调用这个方法,但是却没有抛出异常。其实是因为主线程在启动的时候已经帮我们调用过了,所以可以直接创建 Handler 。如果是在其它子线程,直接创建 Handler 是会导致应用崩溃的。

在得到 Handler 之后,又获取了它的内部变量 mQueue
这是 MessageQueue 对象,也就是消息队列,用于保存 Handler 发送的消息。

到此,Android
消息机制的三个重要角色全部出现了,分别是 Handler 、Looper 以及 MessageQueue
一般在代码我们接触比较多的是 Handler ,但 Looper 与 MessageQueue 却是 Handler 运行时不可或缺的。

什么是Handler?

Handler是Andorid给我们提供的一套UI更新机制,同时它也是一套消息处理机制。
既然提到了消息处理机制,那么我们势必会提到Handler、Looper、MessageQueue、Message,那么这几个对象的存在有什么意义呢?

Looper

上一节分析了 Handler澳门新葡亰网站注册, 的构造,其中调用了 Looper.myLooper() 方法,下面是它的源码:

static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();

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

这个方法的代码很简单,就是从 sThreadLocal 中获取 Looper 对象。sThreadLocal 是 ThreadLocal 对象,这说明 Looper 是线程独立的。

在 Handler 的构造中,从抛出的异常可知,每个线程想要获得 Looper 需要调用 prepare() 方法,继续看它的代码:

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));
}

同样很简单,就是给 sThreadLocal 设置一个 Looper。不过需要注意的是如果 sThreadLocal 已经设置过了,那么会抛出异常,也就是说一个线程只会有一个 Looper。创建 Looper 的时候,内部会创建一个消息队列:

private Looper(boolean quitAllowed) {
    mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
    mThread = Thread.currentThread();
}

现在的问题是, Looper看上去很重要的样子,它到底是干嘛的?
回答: Looper 开启消息循环系统,不断从消息队列 MessageQueue 取出消息交由 Handler 处理。

为什么这样说呢,看一下 Looper 的 loop方法:

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();

    //无限循环
    for (;;) {
        Message msg = queue.next(); // might block
        if (msg == null) {
            // No message indicates that the message queue is quitting.
            return;
        }

        // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
        Printer logging = me.mLogging;
        if (logging != null) {
            logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
                    msg.callback + ": " + msg.what);
        }

        msg.target.dispatchMessage(msg);

        if (logging != null) {
            logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
        }

        // Make sure that during the course of dispatching the
        // identity of the thread wasn't corrupted.
        final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
        if (ident != newIdent) {
            Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"+ Long.toHexString(ident) + " to 0x"+ Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "+ msg.target.getClass().getName() + " "+ msg.callback + " what=" + msg.what);
        }

        msg.recycleUnchecked();
    }
}

这个方法的代码有点长,不去追究细节,只看整体逻辑。可以看出,在这个方法内部有个死循环,里面通过 MessageQueue 的next() 方法获取下一条消息,没有获取到会阻塞。如果成功获取新消息,便调用msg.target.dispatchMessage(msg)msg.target是 Handler 对象(下一节会看到),dispatchMessage 则是分发消息(此时已经运行在
UI 线程),下面分析消息的发送及处理流程。

Handler、Looper、MessageQueue、Message之间的关系?

这里先简单概述下它们的工作的流程,首先是创建Message信息,然后通过Handler发送到MessageQueue消息队列,然后再通过Looper取出消息再交给Handler进行处理。

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Android消息处理机制流程图

为了帮助大家理解,大家可以这样来想:
Handler是工人,Message是产品,MessageQueue是传送产品的传送带,Looper是传送带的助力器,整套流程下来就是,工人(Handler)把产品(Message)一个个的放入产品传送带(MessageQueue),然后随着传送带助力器(Looper)的推进,再把产品一个个的取出处理。