本文来一起讨论下android的handler机制。
相信写过android的童鞋,一定对handler很熟悉。因为使用频率实在太高了。尤其是在非ui线程,想要刷新ui控件的时候。因为ui控件的刷新只能在主线程做,但是我们可能有在非ui线程却需要更新ui的需求,比如在一个后台线程下载了图片需要更新到ui上,这时候就需要主线程handler来发送更新的message。
handler的使用如此频繁,我们有必要知道其内部是如何工作的。
一句话概括
handler, looper, message的组合,能够做什么工作?简单地说,就一句话:在一个线程里,指定在另一个线程里,执行一个任务。
handler thread
什么是handler thread。当一个线程,创建了looper,looper里面拥有message queue,创建了handler,那么,这个线程就是一个handler thread。
handler thread的作用就是,让其他的线程指定handler thread去执行一个任务。比如ui线程就是一个handler thread。我们可以在普通线程中,指定让ui线程去更新ui。
handler
handler有两个工作,一是发送任务或者消息;二是处理消息或者执行任务。
发送什么
handler可以发送什么
handler和message queue密切联系,直觉上handler会发送消息到message queue。其实不仅如此,handler既能发送message,也能发送runnbale。换句话说,message queue不只是装message的queue(其实是一个单链表),而且还能装runnable。
触发的线程
handler发送消息或者任务,一般是在其他线程发送的,即发送消息时所在的线程,并不是创建handler的线程(当然,也可以在创建handler的线程发消息,等于自己发给自己)。
而handler处理消息或执行任务,则是在创建自己的线程中执行的。
创建handler
handler和looper并不是ui线程独有的。任何一个普通的线程,都可以创建自己的looper,创建自己的handler。
但是有一点需要注意,创建handler前,必须先创建looper。
如果不创建looper,直接new一个handler,比如
new Thread(new Runnable(){
public void run() {
Handler handler = new Handler();
}
}).start();
运行时,会直接报错:
Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()
来看看handler的构造函数
public Handler(Callback callback, boolean async) {
...
mLooper = Looper.myLooper(); // Looper.myLooper用于获取当前线程的looper
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
mQueue = mLooper.mQueue;
...
}
handler发送消息到message queue,所以,构造一个handler的时候必须知道message queue,才能确定把消息发送到哪里。
而message queue是由looper来管理的,因此顺序上,必须先创建了looper,才能创建handler。
创建线程的Looper,
Looper.prepare();
所以,创建一个handler的正确写法是:
new Thread(new Runnable(){
public void run() {
Looper.prepare();
Handler handler = new Handler();
}
}).start();
可能有同学会觉得奇怪,平时用new Handler()
的时候没有先调用Looper.prepare()也一样可以用呀?那是因为,handler是在主线程创建的。
// ActivityThread.java
public static void main(String[] args) {
...
Looper.prepareMainLooper();
...
}
主线程在启动的时候,就会调用Looper.prepareMainLooper()
创建looper,所以,我们可以在主线程直接创建handler,不需要手动先创建looper。
runnable的封装
可能大家会觉得奇怪,message queue应该装的是message,那么handler.post(runnable),runnable跑哪里去了呢?
runnable其实也是发送给了message queue,只不过在发送前,先对runnable进行了封装。
public final boolean post(Runnable r){
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();
m.callback = r;
return m;
}
用getPostMessage
把runnable包装成一个message,message的callback就是runnable。因此,分辨一个message是不是runnable,其实只要看message的callback是否为空,如果为空,就是普通的message,否则,就是一个runnbale。
如何处理消息
看下dispathMessage
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg); // handler.post(runnable)时走这里
} else {
if (mCallback != null) { // handler = new Handler(callback)时走这里
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg); // handler = new Handler()时走这里
}
}
根据handler发送消息的类型,分成2种情况:
- handler发送了一个message到message queue
- handler发送了一个runnbale到message queue
根据前面提到的,message.callback其实就是对runnable的封装,所以,如果handler是发送了一个runnable到message queue,那么就会执行这个runnable。
如果handler是发送了一个message到message queue,那么又细分为2种情况
- handler创建时设置了callback, 即handler = new Handler(callback);
- handler创建时未设置callback,即handler = new Handler();
如果设置了callback,那么message会先被callback处理。
如果callback返回true,说明处理完成,不会再传给handler.handleMessage了。
如果callback返回false,说明处理未完成,会再把message传给handler.handleMessage继续处理。
如果未设置callback,message会直接传给handler.handleMessage处理。
message
如何产生消息
消息如何产生
message可以由构造函数生成。更多的时候,是从可回收的消息对象池里面直接获取的,提供性能。从消息对象池获取一个消息的方式是Message.obtain(),也可以用Handler.obtainMessage()。
另外,不产生消息,也可以发送消息。好绕口,啥意思?handler.sendEmptyMessage(),可以发送一个空消息到message queue,不需要构造一个message对象。
发送时机
消息什么时候发送
消息的处理时机还是由handler来决定(感觉handler管的好宽==)。
handler.sendMessage,把message放到message queue的尾部排队,looper从前往后一个一个取消息。handler.sendMessageAtFrontOfQueue,把message放到message queue的头部,消息可以马上被处理。
handler.sendMessageAtTime,不马上发送消息到message queue,而是在指定的时间点发送。
handler.sendMessageDelayed,不马上发送消息到message queue,而是在指定的时延后再发送。
Looper
创建looper
前面提到,looper就像一个发送机一样,会从message queue中取出消息,然后派发给handler处理。因此,要知道message应该发送到哪个handler,必须先创建looper。
创建looper的方法
Loop.prepare();
派发消息
通过looper.loop(),looper会不断从message queue取消息,并派发出去。
looper怎么知道message应该派发给哪一个handler呢?
一起看看loop方法
public static void loop() {
...
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
...
msg.target.dispatchMessage(msg);
...
}
}
每个msg都有一个target属性,这个target就是发送消息的handler,派发message,就是派发给msg.target对象。
loop方法并不是无限循环的,一旦message queue为空,就会结束,以免长期占用cpu资源。
例子
下图中,线程A是一个handler thread。现在线程B想让线程A处理一个消息message 5。于是,线程B拿到线程A的handler引用,然后调用handler的sendMessage。
message 5被发送到线程A的message queue。
线程A怎么去处理这个消息呢?使用looper.loop方法,每次会从message queue取出一条消息,当取到message 5,说明message 5即将被处理。
真正的消息处理逻辑,是在handler的handleMessage里面自定义的(或者runnable,callback,这里以handleMessage为例)。
looper取到message 5,通过message 5的target属性,知道目标handler,然后把消息发送给handler进行处理。
总结
handler不是独立存在的,一个handler,一定有一个专属的线程,一个消息队列,和一个looper与之关联。
这几个角色是如何协同工作的呢?简单概括为下面四个步骤:
- handler发送消息到message queue,这个消息可能是一个message,可能是一个runnable
- looper负责从message queue取消息
- looper把消息dispatch给handler
- handler处理消息(handleMessage或者执行runnable)
handler和looper的关系有点类似于生产者和消费者的关系,handler是生产者,生产消息然后添加到message queue;looper是消费者,从message queue取消息。