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凌雪
2018-10-24
来源 ：网络
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摘要：本文将带你了解Android应用开发之Android Handler消息机制解析，希望本文对大家学Android有所帮助。
本文将带你了解Android应用开发之Android Handler消息机制解析，希望本文对大家学Android有所帮助。
Handler
在Android开发的过程中，我们常常会将耗时的一些操作放在子线程（work thread）中去执行，然后将执行的结果告诉UI线程（main thread），熟悉Android的朋友都知道，UI的更新只能通过Main thread来进行。那么这里就涉及到了如何将子线程的数据传递给main thread呢？
Android已经为我们提供了一个消息传递的机制——Handler，来帮助我们将子线程的数据传递给主线程，其实，当熟悉了Handler的原理之后
我们知道，Handler不仅仅能将子线程的数据传递给主线程，它能实现任意两个线程的数据传递。
接下来，我们便详细的了解下Handler的原理及其使用。
首先看一下Handler最常规的使用方式：
private Handler mHandler = new Handler(){ @Override public void handleMessage(Message msg) { super.handleMessage(msg); switch (msg.what) { case MESSAGE_WHAT: Log.d(TAG, "main thread receiver message: " + ((String) msg.obj)); break; } } }; private void sendMessageToMainThreadByWorkThread() { new Thread(){ @Override public void run() { Message message = mHandler.obtainMessage(MESSAGE_WHAT); message.obj = "I am message from work thread"; mHandler.sendMessage(message); } }.start(); } /* * 通常我们在主线程中创建一个Handler， * 然后重写该Handler的handlerMessage方法，可以看到该方法传入了一个参数Message， * 该参数就是我们从其他线程传递过来的信息。 * * 我们在来看下子线程中如何传递的信息，子线程通过Handler的obtainMessage()方法获取到一个Message实例， * 我们来看看Message的几个属性： * Message.what------------------>用来标识信息的int值，通过该值主线程能判断出来自不同地方的信息来源 * Message.arg1/Message.arg2----->Message初始定义的用来传递int类型值的两个变量 * Message.obj------------------->用来传递任何实例化对象 * 最后通过sendMessage将Message发送出去。 * * Handler所在的线程通过handlerMessage方法就能收到具体的信息了，如何判断信息的来源呢？当然是通过what值啦。 * 怎么样很简单吧 */
文章的开头说过，Handler不仅仅是能过将子线程的数据发送给主线程，它适用于任意两个线程之间的通信。
下面我们来看下两个子线程之间如何进行通信的。
很简单啊，在一个线程创建Handler，另外一个线程通过持有该Handler的引用调用sendMessage发送消息啊！
写程序可不能关说不练啊，我们把代码敲出来看一下！
?12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455private Handler handler; private void handlerDemoByTwoWorkThread() { Thread hanMeiMeiThread = new Thread() { @Override public void run() {// Looper.prepare(); handler = new Handler() { @Override public void handleMessage(Message msg) { Log.d(TAG, "hanMeiMei receiver message: " + ((String) msg.obj)); Toast.makeText(MainActivity.this, ((String) msg.obj), Toast.LENGTH_SHORT).show(); } };// Looper.loop(); } }; Thread liLeiThread = new Thread() { @Override public void run() { try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } Message message = handler.obtainMessage(); message.obj = "Hi MeiMei"; handler.sendMessage(message); } }; hanMeiMeiThread.setName("韩梅梅 Thread"); hanMeiMeiThread.start(); liLeiThread.setName("李雷 Thread"); liLeiThread.start(); /* * 搞定，我们创建了两个Thread，liLeiThread和hanMeiMeiThread两个线程，很熟悉的名字啊！ * 跟之前的代码没太大区别hanMeiMeiThread创建了Handler，liLeiThread通过Handler发送了消息。 * 只不过此处我们只发送一个消息，所以没有使用what来进行标记 * 运行看看，我们的李雷能拨通梅梅吗？ * 啊哦，出错了 * 05-13 17:08:17.709 20673-20739/ E/AndroidRuntime: FATAL EXCEPTION: 韩梅梅 Thread Process: design.wang.com.designpatterns, PID: 20673 java.lang.RuntimeException: Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare() at android.os.Handler.
好了，卖了半天的关子，终于要开始真正的主题了。
首先我们来看下，为什么在子线程里实例化的时候不调用Looper.prepare()就会报错呢？
?12345678910111213141516171819202122232425262728//我们先来看看new Handler();时出错的原因。后续讲解源码分析只贴出关键部分。//如下是Handler构造函数里抛出上文异常的地方，可以看到，由于mLooper对象为空才抛出的该异常。mLooper = Looper.myLooper(); if (mLooper == null) { throw new RuntimeException( "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"); }/* 异常的原因看到了，接下来我们看看Looper.prepare()方法都干了些什么？*/public static void prepare() { prepare(true);} 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));}/* 可以看到，该方法在当前thread创建了一个Looper(), ThreadLocal主要用于维护线程的本地变量， */ private Looper(boolean quitAllowed) { mQueue = new MessageQueue(quitAllowed); mThread = Thread.currentThread();}//而Looper的构造函数里面又为我们创建了一个MessageQueue()对象。
了解到此，我们已经成功引出了Handler机制几个关键的对象了，Looper、MessageQueue、Message。
那么，肯定也有人又产生新的疑问了——为什么在主线程中创建Handler不需要要用Looper.prepare()和Looper.loop();
方法呢？
其实不是这样的，App初始化的时候都会执行ActivityThread的main方法，我们可以看看ActivityThread的main()方法都做了什么？
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); Looper.loop();/* 真相只有一个，是的在创建主线程的时候Android已经帮我们调用了Looper.prepareMainLooper() 和Looper.loop()方法，所以我们在主线程能直接创建Handler使用。*/
我们接着来看Handler发送消息的过程：
//调用Handler不同参数方法发送Message最终都会调用到该方法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); }
sendMessage的关键在于enqueueMessage(),其内部调用了messageQueue的enqueueMessage方法
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; 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; 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; } /*从代码可以看出Message被存入MessageQueue时是将Message存到了上一个Message.next上， 形成了一个链式的列表，同时也保证了Message列表的时序性。 */
Message的发送实际是放入到了Handler对应线程的MessageQueue中，那么，Message又是如何被取出来的呢？
细心的朋友可能早早就发现了，之前抛出异常的地方讲解了半天的Loop.prepare()方法，一直没有说到Loop.loop()方法。
同时，在之前的例子中也看到了，如果不调用Looper.loop()方法，Handler是接受不到消息的，所以我们可以大胆的猜测，
消息的获取肯定和它脱不了关系！当然关怀疑还不行，我们还必须找出真相来证明我们的猜想？那还等什么，先看看loop()方法吧。
public static void loop() {//可以看到，在调用Looper.prepare()之前是不能调用该方法的，不然又得抛出异常了 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; } // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger final Printer logging = me.mLogging; if (logging != null) { logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " + msg.callback + ": " + msg.what); } final long traceTag = me.mTraceTag; if (traceTag != 0) { Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg)); } try { msg.target.dispatchMessage(msg); } finally { if (traceTag != 0) { Trace.traceEnd(traceTag); } } 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(); } }/*这里我们看到，mLooper()方法里我们取出了，当前线程的looper对象，然后从looper对象开启了一个死循环 不断地从looper内的MessageQueue中取出Message，只要有Message对象，就会通过Message的target调用dispatchMessage去分发消息，通过代码可以看出target就是我们创建的handler。我们在继续往下分析Message的分发*/public void dispatchMessage(Message msg) { if (msg.callback != null) { handleCallback(msg); } else { if (mCallback != null) { if (mCallback.handleMessage(msg)) { return; } } handleMessage(msg); }}/*好了，到这里已经能看清晰了可以看到，如果我们设置了callback（Runnable对象）的话，则会直接调用handleCallback方法*/private static void handleCallback(Message message) { message.callback.run(); }//即，如果我们在初始化Handler的时候设置了callback（Runnable）对象，则直接调用run方法。比如我们经常写的runOnUiThread方法：runOnUiThread(new Runnable() { @Override public void run() { } });public final void runOnUiThread(Runnable action) { if (Thread.currentThread() != mUiThread) { mHandler.post(action); } else { action.run(); } } /*而如果msg.callback为空的话，会直接调用我们的mCallback.handleMessage(msg)，即handler的handlerMessage方法。由于Handler对象是在主线程中创建的，所以handler的handlerMessage方法的执行也会在主线程中。 */
到这里，想必你应该清楚如何在不同的线程之间来使用Handler了吧。
最后总结一下：
在使用handler的时候，在handler所创建的线程需要维护一个唯一的Looper对象，
Looper对象的内部又维护有唯一的一个MessageQueue，所以一个线程可以有多个handler，
但是只能有一个Looper和一个MessageQueue。 Message在MessageQueue不是通过一个列表来存储的，而是将传入的Message存入到了上一个
Message的next中，在取出的时候通过顶部的Message就能按放入的顺序依次取出Message。 Looper对象通过loop()方法开启了一个死循环，不断地从looper内的MessageQueue中取出Message，
然后通过handler将消息分发传回handler所在的线程。
最后附上一张自己理解画出来的流程图：
本文由职坐标整理并发布，希望对同学们有所帮助。了解更多详情请关注职坐标移动开发之Android频道！
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