Android Handler消息处理机制详解
前言
从我们学习android开始,几乎每天都在和handler打交道.有了它,我们在子线程中处理好了耗时的操作,可以利用它来更新UI.它为我们在线程间的通信提供了很大的方便,而今天博客就来详细的介绍一下Handler的消息循环机制,一步一步的了解其中的奥妙,本文不介绍Handler的详细使用,探究的是内部的原理.所以看这篇博客的童鞋需要有handler的基本使用能力
本博客基于Android 6.0源码讲解
先抛出一个简单的使用例子
public class DemoAct extends AppCompatActivity {
private Handler h = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
Toast.makeText(DemoAct.this, "收到啦", Toast.LENGTH_LONG).show();
}
};
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.act_demo);
}
/**
* 按钮的点击事件
*
* @param view
*/
public void clickView(View view) {
new Thread(){
@Override
public void run() {
h.sendEmptyMessage(0);
}
}.start();
}
}
效果图:
从图中我们可以看到一个简单的使用,那么里面的实现原理到底是怎么样的呢?
下面我们一起来探究!
上图以在主线程中做了一个图解,画出了大致的流程
图片画的是不是很棒？以后请叫我神笔马良~~~(脸皮厚模式)
MessageQueue和Looper的介绍
在Android中,一个线程可以对应一个Looper对象,不能有多个,为什么说可以呢,Looper作为一个消息的循环器,在一个线程中可以使用它也可以不使用它,所以一个线程中可以有一个Looper对象不能有多个.
说到了消息的循环器,就必须掰扯掰扯所谓的消息队列MessageQueue.每一个Looper对象里面都会维护一个消息队列MessageQueue,它是由Message对象构成的一个链表的结构,按照时间的先后顺序排列,Message的next属性关联下一个Message对象.
Handler的介绍
Handler如何发送消息
Handler是我们发送消息和处理消息的一个类,那么在上述的图解中,到底是如何实现发送消息的呢?
public final boolean sendEmptyMessage(int what)
{
return sendEmptyMessageDelayed(what, 0);
}
上面是发送一空消息的源码,可以看到调用了另一个方法,那么点进去~~~
public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
Message msg = Message.obtain();
msg.what = what;
return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);
}
继续点进去
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
继续点
在这个方法中对一个成员变量进行了为空的判断,但是并不抛出,而是将异常打印一下,那么这个成员变量又是什么呢?
public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue == null) {
RuntimeException e = new RuntimeException(
this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
return false;
}
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}在这个方法中对一个成员变量进行了为空的判断,但是并不抛出,而是将异常打印一下,那么这个成员变量又是什么呢?
其实他就是这个handler所在线程的Looper中的消息队列!咦,你之前不是说消息队列在Looper里面么?怎么在Handler里面也有一份啊？
瞧瞧handler的构造函数便可知道!
public Handler(Callback callback, boolean async) {
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());
}
}
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;
}从构造函数中我们可以看到,从Looper里面拿到当前线程的Looper对象,然后从里面拿出来消息队列,所以这里就解释了上面那个成员变量的问题
那么继续点之前的方法
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
最关键的把消息放入队列的代码来啦
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
if (msg.target == null) {
throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
}
if (msg.isInUse()) {
throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
}
synchronized (this) {
if (mQuitting) {
IllegalStateException e = new IllegalStateException(
msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
msg.recycle();
return false;
}
msg.markInUse();
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
// New head, wake up the event queue if blocked.
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
// Inserted within the middle of the queue. Usually we don't have to wake
// up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
// and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
Message prev;
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;
}
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);
}
}
return true;
}其中最最关键的代码
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;从这里可以看到,我们的消息是按照时间的先后排列的,而这个所谓的消息的集合是一个类似链表的结构.
使用Message对象的next属性进行连接起来的
到这里位置,消息总算被送进了消息队列中,上面讲述了Handler是如何发送消息的
Handler是如何处理消息的
我们在上面的流程图中可以看出,取出消息是谁干的？是Looper,没错就是它,所以我们就去看Looper的代码
Looper.loop方法是重点方法:
/**
* Run the message queue in this thread. Be sure to call
* {@link #quit()} to end the loop.
*/
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;
// Make sure the identity of this thread is that of the local process,
// and keep track of what that identity token actually is.
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
// This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
Printer logging = me.mLogging;
if (logging != null) {
logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
msg.callback + ": " + msg.what);
}
msg.target.dispatchMessage(msg);
if (logging != null) {
logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
}
// Make sure that during the course of dispatching the
// identity of the thread wasn't corrupted.
final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
if (ident != newIdent) {
Log.wtf(TAG, "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);
}
msg.recycleUnchecked();
}
}
MessageQueue 作为消息队列,通过next方法拿到一个消息对象,知道存储消息是按照时间排序的,所以拿的过程就是拿第一个消息而已,因为之前存的时候已经是按照时间排序的。代码在MessageQueue类中next()的方法中,这里就不贴出了.
从这个方法的注释来看,我们就可以知道这个方法的功能：
也就是此方法开启了一个死循环来拿出每一个消息,拿出来之后,通过消息对象中的target对象(其实就是之前发送消息的Handler的一个引用)的dispatchMessage(Message msg)方法来分发(处理)消息,贴出分发(处理)的代码:
/**
* Handle system messages here.
*/
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}代码很简单,判断了两个callback(后面解释),都为null的话就调用handleMessage(msg),此方法就是我们使用handler的时候最常用的方法了,上面的示例代码中就是重写了这个方法,可以回头看看~~~
handler中的callback是什么?
在Handler源码中有如下一个接口:
/**
* Callback interface you can use when instantiating a Handler to avoid
* having to implement your own subclass of Handler.
*
* @param msg A {@link android.os.Message Message} object
* @return True if no further handling is desired
*/
public interface Callback {
public boolean handleMessage(Message msg);
}
所以上面提到的在分发(处理)消息的时候的mCallback其实就是一个接口,接口的方法也是handleMessage.
那还有一个是Message对象中的callback,这个是一个Runnable接口
请注意:这个虽然是Runnable接口,但是别看这个是线程中经常用到的接口,你就认为这里面可以处理耗时的操作,这里是不允许的,否则会阻塞主线程
所以你创建Handler的时候就可以为所欲为了:
1.使用Handler中的Callback接口
private Handler h = new Handler(new Handler.Callback() {
@Override
public boolean handleMessage(Message msg) {
return false;
}
}); public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}2.使用Message对象中的callback
Message m = Message.obtain(h, new Runnable() {
@Override
public void run() {
//做一些事情,这个run方法是主线程调用的
}
});
h.sendMessage(m);
这就是Handler处理消息的过程,你是否对Handler的发送和处理消息有一定的理解了呢?
一些大家应该比较想问的问题
消息循环器,我并没有开启,也就是并没有在主线程中调用Looper.loop,为什么主线程中的消息循环器就有作用呢?
答案在这:
public static void main(String[] args) {
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "ActivityThreadMain");
SamplingProfilerIntegration.start();
// CloseGuard defaults to true and can be quite spammy. We
// disable it here, but selectively enable it later (via
// StrictMode) on debug builds, but using DropBox, not logs.
CloseGuard.setEnabled(false);
Environment.initForCurrentUser();
// Set the reporter for event logging in libcore
EventLogger.setReporter(new EventLoggingReporter());
AndroidKeyStoreProvider.install();
// Make sure TrustedCertificateStore looks in the right place for CA certificates
final File configDir = Environment.getUserConfigDirectory(UserHandle.myUserId());
TrustedCertificateStore.setDefaultUserDirectory(configDir);
Process.setArgV0("");
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"));
}
// End of event ActivityThreadMain.
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
} 这是ActivityThread类中的main方法,可以看到里面帮我们初始化了Looper
对应的代码是:Looper.prepareMainLooper()
开启了消息循环器
对应的代码是:Looper.loop();
创建多个Handler来处理消息,为什么可以区分开,而不干扰
在发送消息的时候,有这么一段:
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
可以很清楚的看到,消息对象Message对象的target就是这个发送消息的handler,所以处理消息的时候就是根据这个target找到原来的那个handler,然后交由它来处理
Looper中的loop()方法是死循环,为什么没有卡死
我用红框框框住的就是从消息队列中获取下一个消息,后面有一句注释,说这个方法可能会阻塞,所以在没有消息的时候是会阻塞的
有的人可能还会有疑问:
那我没有发送消息,一个app中都没有发送任何handler消息,那为啥app还是正常走,也没有卡死
答:你没有发送消息,不代表系统中没有发送消息,在Android中使用了大量的Handler消息机制