在安卓程序启动时,会默认在主线程中 运行程序,那如果执行一些耗时的操作则UI就会处于阻塞状态,出现界面卡顿的现象,再者用户的多种操作,系统是如何做到一一处理的,系统又是如何管理这些任务的,答案这就是今天的主题Android的消息机制;
为什么子线程直接创建Handler会抛出异常?
Handler究竟执行在哪个线程中?
对于Handler的使用方法此处不做介绍,在使用是只要注意避免内存泄漏需创建静态Handler,此处从执行过程和原理的角度简单分析Handler的源码,首先大家都知道在主线程中可以直接使用Handler,而在子线程中不可以,有没有想过为什么呢?现在就先看看主线程究竟有什么不同吧,从头看安卓的入口方法ActivityThread.main()
public static void main(String[] args) {
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "ActivityThreadMain");
...
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"));
}
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}
Handler与消息队列关联,而消息队列被封装在Looper中,每个Looper关联一个线程,所以Handler的消息大致为handler作为一个消息处理器,将消息传递到消息队列中,线程中的Looper逐个取出消息并执行,此处的线程即为UI线程,
public Handler(Callback callback, boolean async) {
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;
}
public static @Nullable Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}
public static void prepareMainLooper() {
prepare(false);
synchronized (Looper.class) {
if (sMainLooper != null) {
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
}
sMainLooper = myLooper();
}
}
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));
}
到这里我们介绍了Handler 和 Looper的创建,以及各自对线程的关联,下面查看如何启动消息循环获取任务并执行,在入口方法的最后调用了Loop.loop()方法,下面查看Looper.loop()方法:
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
final MessageQueue queue = me.mQueue;
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
return;
}
...
msg.target.dispatchMessage(msg);
msg.recycleUnchecked();
}
Handler target;
Runnable callback;
Message next;
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
private static void handleCallback(Message message) {
message.callback.run();
}
总结一下:looper从MessageQuene中依次取出Message,然后调用Msg绑定的Handler的dispatchMessage(msg)处理,dispatchMessage()中依次判断执行:
到此Android中Handler的消息处理,从创建Handler、Looper和MessageQueue到消息的传递和事件的处理都介绍完了,下面我们看看使用时如何发送消息到MessageQueue以及上述的callback、mCallBack什么情况下为空?
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;
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this; // 此处设置target为Handler对象
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
上面的执行过程代码从上倒下一目了然,在enqueueMessage()中设置了Message.target即为调用方法的Handler,所以在调用dispatchMessage()时,会调用Handler的handleMessage()处理
public final boolean post(Runnable r)
{
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();
m.callback = r; // 设置Message的callback为r
return m;
}
Handler消息机制的原理和过程介绍完毕了,带着上面的了解现在来解决上面的两个疑问:
通过上面的源码分析,我们知道抛出的异常在上述代码中也出现了
mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
当Looper.myLooper()取出为空时抛出异常,而myLooper()中时从sThreadLocal.get()中获取,即此时sThreadLocal中没有设置Looper对象,所以也就没有后面的队列等操作,从上面知道创建并设置Looper对象是在prepare()方法中,所以要在子线程中使用Handler要先调用Looper.prepare()创建Looper对象,后调用Looper.loop()开启消息循环。
其实针对这个问题,网上很多答案是:执行在Handler()所在的线程,即在哪个线程创建Handler实例,handler后续的任务就执行在哪个线程,其实这个答案可对可错,从我们平时使用来看无论是在子线程初始化Loop后创建Handler(),还是在主线程直接创建,最终Handler所执行的线程就是创建线程,但这只是其中一种情况,下面看看Handler的另一种创建方式:从上面我们知道对于任务的处理在looper.loop()中,以及后面对任务的处理都在同一线程中,整个过程知道HandlerMessage()都没有执行线程切换处理,也就是说调用loop()方法的Looper实例在哪个线程创建就会在哪个线程执行,同时消息队列mQueue也在相同线程,之所以会有人说执行的线程会是Handler创建的线程,其实因为在主线程或子线程使用无参构造函数创建Handler()时,Looper实例和Handler实例在同一线程,所以任务和Handler执行在此线程,到从可以得出结论:Handler真正执行的线程是消息队列Looper()实例的所在线程,关于此结论的验证,代码很简单请读者自行验证;