每天学习一个Android中的常用框架——12.Handler

1.简介

Handler，作为Android官方提供的一个专门处理消息处理的机制，严格来说其实并不算框架。但是为了更好地理解接下来将要学习的消息处理框架EventBus以及RxJava，我们还是需要先把官方提供的这套机制理解透彻。

Android开发者应该都了解，UI只可以在Android的主线程（UI线程）中进行更新，若想要在子线程中更新UI，就会抛出异常，因为Android的底层在绘制UI时会调用一个名为checkThread()的方法，通过这个方法，Android就会知道UI更新具体是在哪个线程进行的，如果是在子线程，则会抛出异常。

如果现在有个需求，例如在某个耗时操作中提供进度条的回显。为了解决这个需求，需要在子线程进行耗时操作的同时更新ProgressBar控件，但是这样就违反了Android系统中规定的不能在子线程中更新UI的规定。为了解决这个问题，Android就提供了一个异步消息处理工具：Handler，通过Handler，我们可以收发消息，从而切换主/子线程，达到在子线程中更新UI的效果。当然，除了这个功能外，Handler最大的作用还是解决多线程并发的问题。

作为一个典型的生产者——消费者线程模型，现在网上拥有很多详细介绍Handler的博文，而这篇博文以实用为主，介绍开发过程中与Handler相关的一些常用api和业务场景，关于理论的知识，可能会少介绍一些。如果读者想要了解更多关于Handler的理论知识，也可参考其他更加详细的博文。

2.特性

Android中的Handler机制主要由4个部分组成：Message、Handler、MessageQueue和Looper。其中Message和Handler在代码中将会频繁使用，而MessageQueue和Looper则封装在Handler的等，下面我就对这4个部分进行一下简要的介绍：

1. Message
   Message是在线程之间传递的消息，它可以在内部携带少量的信息，用于在不同线程之间交换数据。我们可以使用到 Message的what字段来传递信息，除此之外还可以使用arg1和arg2字段来携带一些整型数据，使用obj字段携带一个Object对象。
2. Handler
   Handler顾名思义也就是处理者的意思，它主要是用于发送和处理消息的。发送消息一般是使用Handler的sendMessage()方法，而发岀的消息经过一系列地辗转处理后，最终会传递到Handler的 handleMessage()方法中。
3. MessageQueue
   MessageQueue是消息队列的意思，它主要用于存放所有通过Handler发送的消息。这部分消息会一直存在于消息队列中，等待被处理。每个线程中只会有一个MessageQueue对象。
4. Looper
   Looper是每个线程中的MessageQueue的管家，调用Looper的loop()方法后，就会进入到一个无限循环当中，然后每当发现MessageQueue中存在一条消息，就会将它取出，并传递到Handler的handleMessage()方法中。每个线程中也只会有一个Looper对象。

了解了Message、Handler、MessageQueue和以及Looper的基本概念后，我们再来把常规的异步消息处理的整个流程梳理一遍。

1. 首先需要在主线程当中创建一个Handler对象，并重写 handleMessage()方法。
2. 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。
3. 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中取岀待处理消息，最后分发回Handler的 handleMessage()方法中。
4. 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，于是我们在这里就可以安心地进行UI操作了。整个异步消息处理机制的流程示意图如图所示：
   

一条Message经过这样一个流程的辗转调用后，也就从子线程进入到了主线程，从不能更新UI变成了可以更新UI，整个异步消息处理的核心思想也就是如此。

而之前曾经使用到的runOnUiThread()方法其实就是一个异步消息处理机制的接口封装，它虽然表面上看起来用法更为简单，但其实背后的实现原理和这里的描述是一样的。

为了便于演示，这里只使用Handler中的一些常用的api来实现基本功能，若想要实现额外的功能可以参考CSDN上的其他博文，这里不再赘述。

3.演示

3.1 集成

Handler默认就是集成在Android SDK中的，所以这一步可以省略，你可以在代码中直接使用Handler来处理消息机制。

3.2 创建Message

在使用Handler来处理消息机制时，我们应该先获取到Message的对象实例。Message的创建总共有三种方式：

1. 通过Message类的构造方法，即：Message message = new Message();

2. 用过Message类的obtain()方法，即：Message message = Message.obtain();推荐使用这种方式来获取Message的对象实例，因为Message在回收时会被放入到一个对象池中

3. 通过Handler类的obtaionMessager()方法，即：

   //通过handler实例获取
   Handler handler = new Handler();
   Message message=handler.obtainMessage();
   

   但事实上，这个方法的底层调用了第二种方式的代码，Android源码如下：

   public final Message obtainMessage(){
   	return Message.obtain(this);
   }
   

大部分的场景下，我们都是使用第二种方式来实现Message的创建。

3.3 创建Handler

创建好Message之后，接下来就是需要创建Handler。创建Handler我们需要用构造方法来获取其实例，然后重写其中的handleMessage()方法，表示在接收到消息后进行相应的事件处理。一个常规的Handler代码如下：

private Handler mHandler = new Handler(){
        
        @Override
        public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
            switch (msg.what){
                case 1:
                    tv_text.setText("TextView文本在子线程中被修改了！");
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    };

该Handler从handleMessage()里的msg参数中取出what字段，即msg.what。通过该属性值使用Switch-Case表达式来选择执行相应的逻辑。

3.4 发送Message

Handler创建好后，我们就需要使用Handler来发送Message，以此来通知Handler执行相应的逻辑处理。发送Message需要借助Handler类里的方法，其中主要的方法如下：

1. 直接发送消息：mHandler.sendMessage(message);
2. 延时1s后发送消息：mHandler.sendMessageDelayed(message，1000);
3. 发送带标记的消息（需要内部创建message，并设置msg.what = 0x1）：mHandler.sendEmptyMessage(0x1);
4. 延时1s后发送带标记的消息（需要内部创建message，并设置msg.what = 0x1）：mHandler.sendEmptyMessageDelayed(0x1,1);
5. 移除标记为0x1的消息：mHandler.removeMessages(0x1);
6. 移除回调的消息：mHandler.removeCallbacks(Runnable);
7. 移除回调和所有的message：mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);

Handler的额外知识点比较多，包括HandlerThread、Hadnler避免内存泄漏、runOnUiThread()以及Hander的post()方法等几个点。这里限于作者文笔浅陋不能很好地讲解这些知识点，就暂时不写出来了。等到作者重新组织好文思后，再来更新这篇博文。

3.5 整体代码

为了便于演示，这里只有一个名为MainActivity，其Java代码和布局文件分别如下：

package com.androidframelearn.evnet_handler;

import androidx.annotation.NonNull;
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private TextView tv_text;

    private Button btn_send_message;

    private Handler mHandler = new Handler(){

        @Override
        public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
            switch (msg.what){
                case 1:
                    tv_text.setText("TextView文本在子线程中被修改了！");
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    };

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

        // 初始化UI
        initUI();

        // 为按钮注册点击事件
        btn_send_message.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                new Thread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        Message message = Message.obtain();
                        message.what = 1;
                        mHandler.sendMessage(message);
                    }
                }).start();
            }
        });
    }

    /**
     * 初始化UI
     */
    private void initUI() {
        tv_text = findViewById(R.id.tv_text);
        btn_send_message = findViewById(R.id.btn_send_message);
    }
}

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    tools:context=".MainActivity">

    <TextView
        android:id="@+id/tv_text"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="测试用的文本！"
        android:textSize="20sp"/>

    <Button
        android:id="@+id/btn_send_message"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="发送消息"/>

LinearLayout>

3.6 总结

Handler的使用比较简单，基本上分为以下三步：

1. 创建Message对象，设置其what字段；
2. 创建Handler对象，重写其handlerMessage()方法；
3. 发送Message对象，使用Handler的sendMessage()方法，然后在handlerMessage()中进行相应的事件处理。

4.源码地址

AFL——Android框架学习