Android中的Handler,Looper,Message机制

Android的消息处理有三个核心类:Looper,Handler和Message。其实还有一个Message Queue(消息队列),但是MQ被封装到Looper里面了,我们不会直接与MQ打交道,因此我没将其作为核心类。下面一一介绍:

线程的魔法师 Looper

Looper的字面意思是“循环者”,它被设计用来使一个普通线程变成Looper线程。所谓Looper线程就是循环工作的线程。在程序开发中(尤其是GUI开发中),我们经常会需要一个线程不断循环,一旦有新任务则执行,执行完继续等待下一个任务,这就是Looper线程。使用Looper类创建Looper线程很简单:

public class LooperThread extends Thread { 
	@Override 
	publicvoid run() { 
		// 将当前线程初始化为Looper线程 
		Looper.prepare(); 
		// ...其他处理,如实例化handler 
		// 开始循环处理消息队列 
		Looper.loop(); 
	} 
} 

通过上面两行核心代码,你的线程就升级为Looper线程了!!!是不是很神奇?让我们放慢镜头,看看这两行代码各自做了什么。

1)Looper.prepare()

Android中的Handler,Looper,Message机制_第1张图片

通过上图可以看到,现在你的线程中有一个Looper对象,它的内部维护了一个消息队列MQ。注意,一个Thread只能有一个Looper对象,为什么呢?咱们来看源码。

public class Looper { 
	// 每个线程中的Looper对象其实是一个ThreadLocal,即线程本地存储(TLS)对象 
	private static final ThreadLocal sThreadLocal =new ThreadLocal(); 
	// Looper内的消息队列 
	final MessageQueue mQueue; 
	// 当前线程 
	Thread mThread; 
	// 。。。其他属性 

	// 每个Looper对象中有它的消息队列,和它所属的线程 
	private Looper() { 
		mQueue =new MessageQueue(); 
		mRun =true; 
		mThread = Thread.currentThread(); 
	} 
	// 我们调用该方法会在调用线程的TLS中创建Looper对象 
	public static final void prepare() { 
		if (sThreadLocal.get() !=null) { 
			// 试图在有Looper的线程中再次创建Looper将抛出异常 
			throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread"); 
		} 
		sThreadLocal.set(new Looper()); 
	} 
	// 其他方法 
} 

通过源码,prepare()背后的工作方式一目了然,其核心就是将looper对象定义为ThreadLocal。如果你还不清楚什么是ThreadLocal,请参考《理解ThreadLocal》。

2)Looper.loop()

Android中的Handler,Looper,Message机制_第2张图片

调用loop方法后,Looper线程就开始真正工作了,它不断从自己的MQ中取出队头的消息(也叫任务)执行。其源码分析如下:

public static final void loop() { 
	Looper me = myLooper(); //得到当前线程Looper 
	MessageQueue queue = me.mQueue; //得到当前looper的MQ 
	// 这两行没看懂= = 不过不影响理解 
	Binder.clearCallingIdentity(); 
	finallong ident = Binder.clearCallingIdentity(); 
	// 开始循环 
	while (true) { 
		Message msg = queue.next(); // 取出message 
		if (msg !=null) { 
			if (msg.target ==null) { 
				// message没有target为结束信号,退出循环 
				return; 
			} 
			// 日志。。。 
			if (me.mLogging!=null) 
				me.mLogging.println( ">>>>> Dispatching to "+ msg.target +"" + msg.callback +": "+ msg.what ); 
			// 非常重要!将真正的处理工作交给message的target,即后面要讲的handler 
			msg.target.dispatchMessage(msg); //这里是执行了dispatchMessage(msg)而不是handlerMessage(msg),具体细节可以查看Handler.dispatchMessage方法
			// 还是日志。。。 
			if (me.mLogging!=null) me.mLogging.println( "<<<<< Finished to "+ msg.target +"" + msg.callback); 
			// 下面没看懂,同样不影响理解 
			finallong newIdent = Binder.clearCallingIdentity(); 
			if (ident != newIdent) { 
				Log.wtf("Looper", "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); 
			} 
			// 回收message资源 
			msg.recycle(); 
		} 
	} 
} 

除了prepare()和loop()方法,Looper类还提供了一些有用的方法,比如:

Looper.myLooper()得到当前线程looper对象

getThread()得到looper对象所属线程

quit()方法结束looper循环


到此为止,你应该对Looper有了基本的了解,总结几点:

1.每个线程有且最多只能有一个Looper对象,它是一个ThreadLocal

2.Looper内部有一个消息队列,loop()方法调用后线程开始不断从队列中取出消息执行

3.Looper使一个线程变成Looper线程。

那么,我们如何往MQ上添加消息呢?下面有请Handler!(掌声~~~)

异步处理大师 Handler

什么是handler?handler扮演了往MQ上添加消息和处理消息的角色(只处理由自己发出的消息),即通知MQ它要执行一个任务(sendMessage),并在loop到自己的时候执行该任务(handleMessage),整个过程是异步的。handler创建时会关联一个looper,默认的构造方法将关联当前线程的looper,不过这也是可以set的。默认的构造方法

public class handler { 
	final MessageQueue mQueue; // 关联的MQ 
	final Looper mLooper; // 关联的looper 
	final Callback mCallback; //回调函数,他的执行是在handlerMessage方法之前执行的,具体可以查看dispatchMessage(msg)方法
	// 其他属性 
	public Handler() { 
		// 没看懂,直接略过,,, 
		if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) { 
			final Class klass = getClass(); 
			if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) && 
					(klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) ==0) { 
				Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: "+ 
						klass.getCanonicalName()); 
			} 
		} 
		// 默认将关联当前线程的looper 
		mLooper = Looper.myLooper(); 
		// looper不能为空,即该默认的构造方法只能在looper线程中使用 
		if (mLooper ==null) { 
			throw new RuntimeException( 
					"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"); 
		} 
		// 重要!!!直接把关联looper的MQ作为自己的MQ,因此它的消息将发送到关联looper的MQ上 
		mQueue = mLooper.mQueue; 
		mCallback =null; 
	} 
	// 其他方法 
} 

下面我们就可以为之前的LooperThread类加入Handler:

public class LooperThread extends Thread { 
	private Handler handler1; 
	private Handler handler2; 
	@Override 
	publicvoid run() { 
		// 将当前线程初始化为Looper线程 
		Looper.prepare(); 
		// 实例化两个handler 
		handler1 =new Handler(); 
		handler2 =new Handler(); 
		// 开始循环处理消息队列 
		Looper.loop(); 
	} 
} 

加入handler后的效果如下图:

Android中的Handler,Looper,Message机制_第3张图片

可以看到,一个线程可以有多个Handler,但是只能有一个Looper!

Handler发送消息

有了handler之后,我们就可以使用 post(Runnable)postAtTime(Runnable, long)postDelayed(Runnable, long)sendEmptyMessage(int)sendMessage(Message)sendMessageAtTime(Message, long)和 sendMessageDelayed(Message, long)这些方法向MQ上发送消息了。光看这些API你可能会觉得handler能发两种消息,一种是Runnable对象,一种是message对象,这是直观的理解,但其实post发出的Runnable对象最后都被封装成message对象了,总之通过handler发出的message有如下特点:

1.message.target为该handler对象,这确保了looper执行到该message时能找到处理它的handler,即loop()方法中的关键代码

msg.target.dispatchMessage(msg);

2.post发出的message,其callback为Runnable对象

Handler处理消息

说完了消息的发送,再来看下handler如何处理消息。消息的处理是通过核心方法dispatchMessage(Message msg)与钩子方法handleMessage(Message msg)完成的

// 处理消息,该方法由looper调用 
publicvoid dispatchMessage(Message msg) { 
	if (msg.callback !=null) { 
		// 如果message设置了callback,即runnable消息,处理callback! 
		handleCallback(msg); 
	} else { 
		// 如果handler本身设置了callback,则执行callback 
		if (mCallback !=null) { 
			/* 这种方法允许让activity等来实现Handler.Callback接口,避免了自己编写handler重写handleMessage方法。见http://alex-yang-xiansoftware-com.iteye.com/blog/850865 */ 
			if (mCallback.handleMessage(msg)) { 
				return; 
			} 
		} 
		// 如果message没有callback,则调用handler的钩子方法handleMessage 
		handleMessage(msg); 
	} 
} 

// 处理runnable消息 
privatefinalvoid handleCallback(Message message) { 
	message.callback.run(); //直接调用run方法! 
} 
// 由子类实现的钩子方法 
publicvoid handleMessage(Message msg) { 
} 

可以看到,除了handleMessage(Message msg)和Runnable对象的run方法由开发者实现外(实现具体逻辑),handler的内部工作机制对开发者是透明的。这正是handler API设计的精妙之处!

Handler的用处

我在小标题中将handler描述为“异步处理大师”,这归功于Handler拥有下面两个重要的特点:

1.handler可以在任意线程发送消息,这些消息会被添加到关联的MQ上。

Android中的Handler,Looper,Message机制_第4张图片              

2.handler是在它关联的looper线程中处理消息的。

Android中的Handler,Looper,Message机制_第5张图片

这就解决了android最经典的不能在其他非主线程中更新UI的问题。android的主线程也是一个looper线程(looper 在android中运用很广),我们在其中创建的handler默认将关联主线程MQ。因此,利用handler的一个solution就是在 activity中创建handler并将其引用传递给worker thread,worker thread执行完任务后使用handler发送消息通知activity更新UI。(过程如图)

Android中的Handler,Looper,Message机制_第6张图片

下面是自己写的Demo1:

package com.jiangwei.demo;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Looper;
import android.os.Message;
import android.view.View;
public class AndroidDemoActivity extends Activity {
public View myView;
@Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
        myView = findViewById(R.id.myview);
        new MyThread().start();
    }
//自己定义的子线程,在子线程中更新UI
    public class MyThread extends Thread{
    @Override
    public void run(){
    Looper.prepare();//将当前线程变成Looper线程(与当前的线程绑定)
    Handler handler = new Handler(){
    @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
    myView.setBackgroundColor(0xff123456);//更新UI(在这里没有报错,以前我们都知道不能再子线程中更新UI,但是现在这样的操                                 作可以了,原因是将当前线程编程Looper线程了,并且和Handler绑定,如果把Looper.prepare()这句注释了,就报错了)
                }
    };
       Message msg = new Message();
       msg.setTarget(handler);//设置消息的发送目标
       msg.sendToTarget();//发送消息(该方法内部调用了handler.sendMessage(msg))
       Looper.loop();//开始执行消息处理
    }
    }
}

下面这个是Demo2效果和Demo1是一样的:

package com.jiangwei.demo;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Looper;
import android.os.Message;
import android.view.View;
public class AndroidDemoActivity extends Activity {
public View myView;
@Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
        myView = findViewById(R.id.myview);
        Looper looper = getMainLooper();//获取主线程的Looper线程
        new MyThread(looper).start();
    }
//自己定义的子线程,在子线程中更新UI
    public class MyThread extends Thread{
    private Looper looper;
    public MyThread(Looper looper){
    this.looper = looper;
    }
    @Override
    public void run(){
    //将Handler与主线程的Looper绑定,但是在MyThread中运行的,如果没有传入looper,同样也是报错的,因为Handler没有Looper线程和他绑定,除非把MyThread变成Looper线程
    Handler handler = new Handler(looper){
    @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
    myView.setBackgroundColor(0xff123456);//更新UI
                }
    };
       Message msg = new Message();
       msg.setTarget(handler);//设置消息的发送目标
       msg.sendToTarget();//发送消息(该方法内部调用了handler.sendMessage(msg))
    }
    }
}

其实系统中已经为我们写好了这样的一个子线程:那就是HandlerThread,源码如下:

//在Looper.loop()方法前执行
protected void onLooperPrepared() {
    }
    public void run() {
        mTid = Process.myTid();
        Looper.prepare();//将当前线程变成Looper线程
        synchronized (this) {
            mLooper = Looper.myLooper();//获取当前线程的Looper对象
            notifyAll();
        }
        Process.setThreadPriority(mPriority);
        onLooperPrepared();
        Looper.loop();
        mTid = -1;
    }
    //获取当前线程的Looper对象
    public Looper getLooper() {
        if (!isAlive()) {
            return null;
        }
        synchronized (this) {
            while (isAlive() && mLooper == null) {
                try {
                    wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }
        }
        return mLooper;
    }

仔细一看和我们在Demo1中定义的线程一摸一样.

当然,handler能做的远远不仅如此,由于它能post Runnable对象,它还能与Looper配合实现经典的Pipeline Thread(流水线线程)模式。请参考此文《Android Guts: Intro to Loopers and Handlers》

封装任务 Message

在整个消息处理机制中,message又叫task,封装了任务携带的信息和处理该任务的handler。message的用法比较简单,这里不做总结了。但是有这么几点需要注意(待补充):

1.尽管Message有public的默认构造方法,但是你应该通过Message.obtain()来从消息池中获得空消息对象,以节省资源。

2.如果你的message只需要携带简单的int信息,请优先使用Message.arg1和Message.arg2来传递信息,这比用Bundle更省内存

3.擅用message.what来标识信息,以便用不同方式处理message。


转载于:https://www.cnblogs.com/roccheung/p/5797442.html

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