Android应用界面开发——Handler（实现倒计时）

Android的消息传递机制是另一种形式的“事件处理”，这种机制主要是为了解决Android应用的多线程问题——Android平台只允许UI线程修改Activity里的UI组件，这会导致新启动的线程无法动态改变界面组件的属性值。但在实际Android应用开发中，需要让新启动的线程周期性的改变界面组件的属性值，这就需要借助于Handler的消息机制来实现了。

多线程与异步

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在学习Handler之前，有必要了解一下多线程与异步。

当一个程序第一次启动时，Android会同时启动一条主线程（Main Thread），主线程主要负责处理与UI相关的事件，所以，主线程通常又被叫做UI线程。

当在主线程中进行耗时操作时（例如请求网络资源），主线程可能被卡死，这就需要创建一个新的线程来完成耗时操作，该操作完成后再通知主线程（Handler可以完成线程与线程之间的通信工作），这几个线程同时工作，就是多线程，而这种处理方式就是异步。

什么是Handler？

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一个Handler允许发送、处理消息和与线程消息队列相关的可执行对象。

Handler类的主要作用：

• 在新启动的线程中发送消息。
• 在主线程中获取、处理消息。

Handler类包含如下方法用于发送、处理消息：

• void handleMessage(Message msg)：处理消息的方法。该方法通常用于被重写。
• final boolean hasMessages(int what)：检查消息队列中是否包含what属性为指定值的消息。
• final boolean hasMessages(int what, Object object)：检查消息队列中是否包含what属性为指定值且object属性为指定对象的消息。
• 多个重载的Message obtainMessage()：获取消息。
• sendEmptyMessage(int what)：发送空消息。
• final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis)：指定多少毫秒后发送空消息。
• final boolean sendMessage(Message msg)：立即发送消息。
• final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)：指定多少毫秒后发送消息。

Message、Handler、MessageQueue、Looper工作原理

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• Message：Handler接收和处理的消息对象。
  • 2个整型数值：轻量级存储int类型的数据。
  • 1个Object：任意对象。
  • replyTo：线程通信时使用。
  • what：用户自定义的消息码，让接收者识别消息。
• MessageQueue：Message的队列。
  • 采用先进先出的方式管理Message。
  • 每一个线程最多可以拥有一个。
• Looper：消息泵，是MessageQueue的管理者，会不断从MessageQueue中取出消息，并将消息分给对应的Handler处理。
  • 每个线程只有一个Looper。
  • Looper.prepare()：为当前线程创建Looper对象。
  • Looper.myLooper()：可以获得当前线程的Looper对象。
• Handler：能把消息发送给MessageQueue，并负责处理Looper分给它的消息。

异步消息机制处理流程图如下：

异步消息处理的整个流程如上图所示，首先需要在主线程当中创建一个Handler对象，并重写handleMessage()方法。然后当子线程中需要进行UI操作时，就创建一个Message对象，并通过Handler将这条消息发送出去。之后这条消息会被添加到MessageQueue的队列中等待被处理，而Looper则会一直尝试从MessageQueue中取出待处理消息，最后分发回Handler的handleMessage()方法中。由于Handler是在主线程中创建的，所以此时handleMessage()方法中的代码也会在主线程中运行，于是在这里就可以安心地进行UI操作了。

实现倒计时Demo

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效果如下：

activity_main.xml

包含一个文本用于显示倒计时数字，一个按钮用于开启倒计时。

MainActivity.java

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private TextView mCountNumber;
    private Button mStart;

    Handler handler = new Handler(){
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            switch (msg.what){
                case 88888:
                    int value = (int) msg.obj;
                    mCountNumber.setText(String.valueOf(value / 1000));
                    msg = Message.obtain();//重新获取消息
                    msg.arg1 = 0;
                    msg.arg2 = 1;
                    msg.what = 88888;
                    msg.obj = value - 1000;
                    if (value > 0){
                        sendMessageDelayed(msg, 1000);
                    }
                    break;
            }
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        mCountNumber = (TextView) findViewById(R.id.count_number);
        mStart = (Button) findViewById(R.id.start);

        mStart.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                Message message = handler.obtainMessage();
                message.arg1 = 0;
                message.arg2 = 1;
                message.what = 88888;
                message.obj = 10000;
                handler.sendMessageDelayed(message, 1000);
            }
        });
    }
}

首先创建一个Handler对象，并实现handleMessage方法，用于接收消息。

接下来在点击事件中创建Message对象，不建议使用new Message()，而应该用handler.obtainMessage()来创建Message，然后使用handler.sendMessageDealyed延迟发送消息，发出的消息在上面创建好的handler中可以接收到，然后处理消息。

以上代码就实现了倒计时效果，但是我们看到handler这部分代码的背景色为黄色，究其原因是handler是一个内部类，可能产生内存泄漏。

解决方法：使用外部类。

代码如下：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private TextView mCountNumber;
    private Button mStart;
    private CountDownHandler mCountDownHandler;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        mCountNumber = (TextView) findViewById(R.id.count_number);
        mStart = (Button) findViewById(R.id.start);
        mCountDownHandler = new CountDownHandler(this);

        mStart.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                Message message = mCountDownHandler.obtainMessage();
                message.arg1 = 0;
                message.arg2 = 1;
                message.what = 88888;
                message.obj = 10000;
                mCountDownHandler.sendMessageDelayed(message, 1000);
            }
        });
    }

    public TextView getmCountNumber() {
        return mCountNumber;
    }

    public static class CountDownHandler extends Handler {

        public final WeakReference mainActivityWeakReference;

        public CountDownHandler(MainActivity activity) {
            mainActivityWeakReference = new WeakReference(activity);
        }

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            MainActivity mainActivity = mainActivityWeakReference.get();
            switch (msg.what) {
                case 88888:
                    int value = (int) msg.obj;
                    mainActivity.getmCountNumber().setText(String.valueOf(value / 1000));
                    msg = Message.obtain();//重新获取消息
                    msg.arg1 = 0;
                    msg.arg2 = 1;
                    msg.what = 88888;
                    msg.obj = value - 1000;
                    if (value > 0) {
                        sendMessageDelayed(msg, 1000);
                    }
                    break;
            }
        }
    }
}

定义一个外部类继承Handler，并实现TextView的getter方法，最后运行效果和原来一样，但是该方法可避免内存泄漏。