前言
-
多线程的应用在Android开发中是非常常见的，常用方法主要有：
- 继承Thread类
- 实现Runnable接口
- Handler
- AsyncTask
- HandlerThread
- IntentService
今天，我将全面解析多线程中
HandlerThread的源码
由于本文涉及多线程知识和Handler源码解析，所以阅读本文前建议先看：
Android开发：Handler异步通信机制全面解析（包含Looper、Message Queue）
目录
示意图
1. 简介
示意图
2. 工作原理
内部原理 = Thread类 + Handler类机制，即：
- 通过继承
Thread类，快速地创建1个带有Looper对象的新工作线程 - 通过封装
Handler类，快速创建Handler& 与其他线程进行通信
3. 源码分析
- 本次源码分析将根据
HandlerThread的使用步骤讲解
若不熟悉，请务必看文章Android多线程：手把手教你使用HandlerThread
-
HandlerThread的使用步骤有5个：
// 步骤1：创建HandlerThread实例对象
// 传入参数 = 线程名字，作用 = 标记该线程
HandlerThread mHandlerThread = new HandlerThread("handlerThread");
// 步骤2：启动线程
mHandlerThread.start();
// 步骤3：创建工作线程Handler & 复写handleMessage（）
// 作用：关联HandlerThread的Looper对象、实现消息处理操作 & 与其他线程进行通信
// 注：消息处理操作（HandlerMessage（））的执行线程 = mHandlerThread所创建的工作线程中执行
Handler workHandler = new Handler( handlerThread.getLooper() ) {
@Override
public boolean handleMessage(Message msg) {
...//消息处理
return true;
}
});
// 步骤4：使用工作线程Handler向工作线程的消息队列发送消息
// 在工作线程中，当消息循环时取出对应消息 & 在工作线程执行相关操作
// a. 定义要发送的消息
Message msg = Message.obtain();
msg.what = 2; //消息的标识
msg.obj = "B"; // 消息的存放
// b. 通过Handler发送消息到其绑定的消息队列
workHandler.sendMessage(msg);
// 步骤5：结束线程，即停止线程的消息循环
mHandlerThread.quit();
- 下面，我将根据上述使用步骤进行源码分析
步骤1：创建HandlerThread的实例对象
/**
* 具体使用
* 传入参数 = 线程名字，作用 = 标记该线程
*/
HandlerThread mHandlerThread = new HandlerThread("handlerThread");
/**
* 源码分析：HandlerThread类的构造方法
*/
public class HandlerThread extends Thread {
// 继承自Thread类
int mPriority; // 线程优先级
int mTid = -1; // 当前线程id
Looper mLooper; // 当前线程持有的Looper对象
// HandlerThread类有2个构造方法
// 区别在于：设置当前线程的优先级参数，即可自定义设置 or 使用默认优先级
// 方式1. 默认优先级
public HandlerThread(String name) {
// 通过调用父类默认的方法创建线程
super(name);
mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;
}
// 方法2. 自定义设置优先级
public HandlerThread(String name, int priority) {
super(name);
mPriority = priority;
}
...
}
总结
-
HandlerThread类继承自Thread类 - 创建
HandlerThread类对象 = 创建Thread类对象 + 设置线程优先级 = 新开1个工作线程 + 设置线程优先级
步骤2：启动线程
/**
* 具体使用
*/
mHandlerThread.start();
/**
* 源码分析：此处调用的是父类（Thread类）的start()，最终回调HandlerThread的run（）
*/
@Override
public void run() {
// 1. 获得当前线程的id
mTid = Process.myTid();
// 2. 创建1个Looper对象 & MessageQueue对象
Looper.prepare();
// 3. 通过持有锁机制来获得当前线程的Looper对象
synchronized (this) {
mLooper = Looper.myLooper();
// 发出通知：当前线程已经创建mLooper对象成功
// 此处主要是通知getLooper（）中的wait（）
notifyAll();
// 此处使用持有锁机制 + notifyAll() 是为了保证后面获得Looper对象前就已创建好Looper对象
}
// 4. 设置当前线程的优先级
Process.setThreadPriority(mPriority);
// 5. 在线程循环前做一些准备工作 ->>分析1
// 该方法实现体是空的，子类可实现 / 不实现该方法
onLooperPrepared();
// 6. 进行消息循环，即不断从MessageQueue中取消息 & 派发消息
Looper.loop();
mTid = -1;
}
}
/**
* 分析1：onLooperPrepared();
* 说明：该方法实现体是空的，子类可实现 / 不实现该方法
*/
protected void onLooperPrepared() {
}
总结
- 为当前工作线程（即步骤1创建的线程）创建1个
Looper对象 &MessageQueue对象 - 通过持有锁机制来获得当前线程的
Looper对象 - 发出通知：当前线程已经创建mLooper对象成功
- 工作线程进行消息循环，即不断从MessageQueue中取消息 & 派发消息
步骤3：创建工作线程Handler & 复写handleMessage（）
/**
* 具体使用
* 作用：将Handler关联HandlerThread的Looper对象、实现消息处理操作 & 与其他线程进行通信
* 注：消息处理操作（HandlerMessage（））的执行线程 = mHandlerThread所创建的工作线程中执行
*/
Handler workHandler = new Handler( handlerThread.getLooper() ) {
@Override
public boolean handleMessage(Message msg) {
...//消息处理
return true;
}
});
/**
* 源码分析：handlerThread.getLooper()
* 作用：获得当前HandlerThread线程中的Looper对象
*/
public Looper getLooper() {
// 若线程不是存活的，则直接返回null
if (!isAlive()) {
return null;
}
// 若当前线程存活，再判断线程的成员变量mLooper是否为null
// 直到线程创建完Looper对象后才能获得Looper对象，若Looper对象未创建成功，则阻塞
synchronized (this) {
while (isAlive() && mLooper == null) {
try {
// 此处会调用wait方法去等待
wait();
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
// 上述步骤run（）使用 持有锁机制 + notifyAll() 获得Looper对象后
// 则通知当前线程的wait（）结束等待 & 跳出循环
// 最终getLooper()返回的是在run（）中创建的mLooper对象
return mLooper;
}
总结
- 在获得
HandlerThread工作线程的Looper对象时存在一个同步的问题：只有当线程创建成功 & 其对应的Looper对象也创建成功后才能获得Looper的值，才能将创建的Handler与 工作线程的Looper对象绑定，从而将Handler绑定工作线程 - 解决方案：即保证同步的解决方案 = 同步锁、
wait（）和notifyAll（），即 在run()中成功创建Looper对象后，立即调用notifyAll（）通知getLooper()中的wait（）结束等待 & 返回run()中成功创建的Looper对象，使得Handler与该Looper对象绑定
步骤4：使用工作线程Handler向工作线程的消息队列发送消息
/**
* 具体使用
* 作用：在工作线程中，当消息循环时取出对应消息 & 在工作线程执行相关操作
* 注：消息处理操作（HandlerMessage（））的执行线程 = mHandlerThread所创建的工作线程中执行
*/
// a. 定义要发送的消息
Message msg = Message.obtain();
msg.what = 2; //消息的标识
msg.obj = "B"; // 消息的存放
// b. 通过Handler发送消息到其绑定的消息队列
workHandler.sendMessage(msg);
/**
* 源码分析：workHandler.sendMessage(msg)
* 此处的源码即Handler的源码，故不作过多描述
*/
步骤5：结束线程，即停止线程的消息循环
/**
* 具体使用
*/
mHandlerThread.quit();
/**
* 源码分析：mHandlerThread.quit()
* 说明：
* a. 该方法属于HandlerThread类
* b. HandlerThread有2种让当前线程退出消息循环的方法：quit() 、quitSafely()
*/
// 方式1：quit()
// 特点：效率高，但线程不安全
public boolean quit() {
Looper looper = getLooper();
if (looper != null) {
looper.quit();
return true;
}
return false;
}
// 方式2：quitSafely()
// 特点：效率低，但线程安全
public boolean quitSafely() {
Looper looper = getLooper();
if (looper != null) {
looper.quitSafely();
return true;
}
return false;
}
// 注：上述2个方法最终都会调用MessageQueue.quit（boolean safe）->>分析1
/**
* 分析1：MessageQueue.quit（boolean safe）
*/
void quit(boolean safe) {
if (!mQuitAllowed) {
throw new IllegalStateException("Main thread not allowed to quit.");
}
synchronized (this) {
if (mQuitting) {
return;
}
mQuitting = true;
if (safe) {
removeAllFutureMessagesLocked(); // 方式1（不安全）会调用该方法 ->>分析2
} else {
removeAllMessagesLocked(); // 方式2（安全）会调用该方法 ->>分析3
}
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting was previously false.
nativeWake(mPtr);
}
}
/**
* 分析2：removeAllMessagesLocked()
* 原理：遍历Message链表、移除所有信息的回调 & 重置为null
*/
private void removeAllMessagesLocked() {
Message p = mMessages;
while (p != null) {
Message n = p.next;
p.recycleUnchecked();
p = n;
}
mMessages = null;
}
/**
* 分析3：removeAllFutureMessagesLocked()
* 原理：先判断当前消息队列是否正在处理消息
* a. 若不是,则类似分析2移除消息
* b. 若是，则等待该消息处理处理完毕再使用分析2中的方式移除消息退出循环
* 结论：退出方法安全与否（quitSafe（） 或 quit（）），在于该方法移除消息、退出循环时是否在意当前队列是否正在处理消息
*/
private void removeAllFutureMessagesLocked() {
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message p = mMessages;
if (p != null) {
// 判断当前消息队列是否正在处理消息
// a. 若不是，则直接移除所有回调
if (p.when > now) {
removeAllMessagesLocked();
} else {
// b. 若是正在处理，则等待该消息处理处理完毕再退出该循环
Message n;
for (;;) {
n = p.next;
if (n == null) {
return;
}
if (n.when > now) {
break;
}
p = n;
}
p.next = null;
do {
p = n;
n = p.next;
p.recycleUnchecked();
} while (n != null);
}
}
}
至此，关于HandlerThread源码的分析完毕。
4. 总结
-
本文全面分析了多线程中
HandlerThread的源码，总结如下
示意图 接下来，我会继续讲解
Android开发中关于多线程的知识，包括继承Thread类、实现Runnable接口、Handler等等，感兴趣的同学可以继续关注本人运营的Wechat Public Account：我想给你们介绍一个与众不同的Android微信公众号（福利回赠）
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