Handler机制原理

在Android中谈到Handler，我们首先来讲一下Handler的机制和原理

     1、Handler机制原理

 

        Handler:主要是用来处理发送和接收消息的，作用是把消息加入特定的（Looper）消息队列中，并分发和处理该消息队列中的消息。构造Handler的时候可以指定一个Looper对象，通过Handler对象我们可以封装Message对象，然后通过sendMessage(msg)把Message对象添加MessageQueue中；当MessageQueue循环到该Message时，就会调用该Message对象对应的handler对象的handleMessage()方法对其进行处理。

     在主线程通过Handler handler  = new Handler();即使用默认构造函数构造Handler时，是默认使用主线程的Looper对象，通过这种方式构造的Handler是属于主线程的，也就是Handler和Looper是绑定在一起的，如果构造Handler时指定一个新线程的Looper对象，则该Handler对象是属于该子线程的。

     每个Android应用程序都运行在一个dalvik虚拟机进程中，进程开始的时候会启动一个主线程(MainThread)，主线程负责处理和ui相关的事件，因此主线程通常又叫UI线程。而由于Android采用UI单线程模型，所以只能在主线程中对UI元素进行操作。如果在非UI线程直接对UI进行了操作，则会报错，Handler是需要在主线程中进行初始化的。为什么要这么说呢，因为你在自己new一个新线程中去简单建立一个Handler，程序执行是会报错的：

 

 java.lang.RuntimeException: Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()    atandroid.os.Handler.(Handler.java:121)at com.cao.android.demos.handles.HandleTestActivity$MyThread$1.(HandleTestActivity.java:86)     at com.cao.android.demos.handles.HandleTestActivity$MyThread.run(HandleTestActivity.java:86

    为什么在主线程中不会报错，而在自己新建的线程中就会报这个错误呢？很简单，因为主线程它已经建立了Looper，因为主线程默认有一个自己的Looper对象和Message对象，非主线程默认是没有自己的Looper，需要自己去创建：通过Looper.prepare创建一个Looper对象，以及 Looper.loop()创建消息循环队列；在新线程（非主线程）中创建Handler对象，有两种方法实现：

（1）创建Handler之前通过 Looper.prepare()方法创建Looper对象

 class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        Log.d(Constant.TAG, MessageFormat.format("Thread[{0}]-- run...", Thread .currentThread().getName()));
        //非主线程中新建一个handler
        Looper.prepare();// 创建该线程的Looper对象，用于接收消息,在非主线程中是没有looper的所以在创建handler前一定要使用prepare()创建一个Looper
        Handler myThreadHandler = new Handler() {
        public void handleMessage(android.os.Message msg) {
        Log.d(Constant.TAG, MessageFormat.format("Thread[{0}]--myThreadHandler handleMessage run...",
        Thread .currentThread().getName()));
                                 }
        Looper.myLooper().loop();//建立一个消息循环，该线程不会退出

     };

      }
  }

 

（2）使用主线程的Looper对象，因为每个主线程默认已经创建了自己的Looper对象

 class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        Log.d(Constant.TAG, MessageFormat.format("Thread[{0}]-- run...", Thread .currentThread().getName()));
        Handler threadMainLoopHandler = new Handler(Looper.getMainLooper()) {
             //该handleMessage方法将在mainthread中执行
            public void handleMessage(android.os.Message msg) {
            Log.d(Constant.Tag,MessageFormat.format("Thread[{0}]--threadMainLoopHandler handleMessage run...",
            Thread.currentThread().getName()));

          }

        };
      }
  }

（3）小结

  （1）和（2）的最主要区别在于：（1）的Handler对象属于子线程，其handleMessage是在子线程中执行，而（2）的Handler是属于主线程的，因为它和主线程的Looper.getMainLooper()) 对象绑定在一起的，所以在handleMessage方法中不要做复杂耗时的操作如网络、IO操作等，否则会阻塞UI线程，造成ANR现象。
 

    熟悉了Handler、Looper机制的原理之后，接下来对于如何通过Handler来实现异步处理就更容易理解了，首先我们看一个通过Handler和Runnable来实现一个类似的计算器功能：

2、Handler+runable（可以实现类似一个计数器的功能，注意与下面3的区别，是同步还是异步方式呢？）

      Handler对象在进行初始化的时候，会默认的自动绑定消息队列。利用类post方法，可以将Runnable对象发送到消息队列中，按照队列的机制按顺序执行不同的Runnable对象中的run方法。

 1.  public class HandlerActivity extends Activity {
 2.      /** Called when the activity is first created. */
 3.      //声明两个按钮控件
 4.      private Button startButton = null;
 5.      private Button endButton = null;
 6.      @Override
 7.      public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
 8.          super.onCreate(savedInstanceState);
 9.          setContentView(R.layout.main);
 10.         //根据控件的ID得到代表控件的对象，并未这两个按钮设置相应的监听器
 11.         startButton = (Button)findViewById(R.id.startButton);
 12.         startButton.setOnClickListener(new StartButtonListener());
 13.         endButton = (Button)findViewById(R.id.endButton);
 14.         endButton.setOnClickListener(new EndButtonListener());
 15.
 16.     }
 17.     class StartButtonListener implements OnClickListener{
 18.
 19.         @Override
 20.         public void onClick(View v) {
 21.             //调用Handler的post方法，将要执行的线程对象添加到队列当中
 22.             handler.post(updateThread);
 23.         }
 24.
 25.     }
 26.
 27.     class EndButtonListener implements OnClickListener{
 28.
 29.         @Override
 30.         public void onClick(View v) {
 31.             handler.removeCallbacks(updateThread);
 32.         }
 33.
 34.     }

 35.     //创建一个Handler对象
 36.     Handler handler  = new Handler();
 37.     //将要执行的操作写在线程对象的run方法当中
 38.     Runnable updateThread =  new Runnable(){
 39.
 40.         @Override
 41.         public void run() {
 42.             System.out.println("UpdateThread");
 43.             //在run方法内部，执行postDelayed或者是post方法
 44.             handler.postDelayed(updateThread, 3000);
 45.         }
 46.
 47.     };
 48. }

 

3、通过Handler来实现异步处理的2种方式

   3.1  采用Thread+ handler Message 方式

 

      Thread+ handler Message 方式 即 ：线程开启，采用Message传递后台（子）线程和UI主线程之间的信息，UI线程收到信息之后，进行更新UI的操作。 

 

 public class handlerTestActivity extends Activity{
     private ProgressBar bar = null;
     private boolean isRunning = false;

     /* 我们为这个Acivity创建一个用于和后台程序通信的handler，简单地，只要一收到message，就将progressbar进度增加5。*/
     /* 步骤1：创建Handler，并通过handleMessage()给出当收到消息是UI需要进行如何处理，例子简单不对msg的内容进行分析*/
     Handler handler= new Handler(){
         public void handleMessage(Message msg) {
             bar.incrementProgressBy(5);
         }
     };

     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
         super.onCreate(savedInstanceState);
         setContentView(R.layout.chapter_15_test1);
         bar=(ProgressBar)findViewById(R.id.c15_progress);
     }

     /*on Start是UI初始化并显示时调用*/
     protected void onStart() {
         super.onStart();
         bar.setProgress(0);
         /*步骤2：建立后台线程处理，采用Thread，其中run()的内容，就是线程并行处理的内容，Thread是Runnable的implements*/
         Thread background = new Thread(new Runnable(){
             public void run() {
                 try{
                     for(int i = 0; i < 20 && isRunning; i ++){
                         Thread.sleep(1000);
                         /* 步骤2.1：发送Message到队列中，参数中的obtainMessage()是用于给出一个新Message，本例无参数，对应的在handler在队列中收到这条消息时，则通过handleMessage()进行处理*/
                         handler.sendMessage(handler.obtainMessage());
                     }
                 }catch(Throwable t){
                     //jest end the thread
                 }
             }

         });
         isRunning = true;
        /*步骤3：启动线程*/
         background.start();
     }

     /*onStop是UI停止显示时调用，例如我们按了返回键*/
     protected void onStop() {
         super.onStop();
         isRunning = false;
     }
 }

3.2  Handler 和多线程处理方式，采用 Handler Post 、Runnable来实现(注意和2的区别)

      Handler Post方法虽然发送的是一个实现了Runnable接口的类对象，但是它并非创建了一个新线程，而是执行了该对象中的run方法。也就是说，整个run中的操作和主线程处于同一个线程。

     这样对于那些简单的操作，似乎并不会影响。但是对于耗时较长的操作，当它被加入到消息队列中之后执行会占用很长的时间，以至于处于同一线程的其他操作无法继续执行，就会出现“假死”。为了解决这个问题，就需要使得handler绑定到一个新开启线程的消息队列上，在这个处于另外线程的上的消息队列中处理传过来的Runnable对象和消息。SDK文档中也提供了相关说明：

  

 1.  public class HandlerTest2 extends Activity {
 2.
 3.      @Override
 4.      protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
 5.          // TODO Auto-generated method stub
 6.      super.onCreate(savedInstanceState);
 7.      setContentView(R.layout.main);
 8.      //打印了当前线程的ID
 9.      System.out.println("Activity-->" + Thread.currentThread().getId());
 10.
 11.     //生成一个HandlerThread对象
 12.     HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("handler_thread");
 13.     //在使用HandlerThread的getLooper()方法之前，必须先调用该类的start()，同时开启一个新线程;
 14.     handlerThread.start();
 15.     //将由HandlerThread获取的Looper传递给Handler对象，即由处于另外线程的Looper代替handler初始化时默认绑定的消息队列来处理消息。
 16.    //自定义Handler
 17.     MyHandler myHandler = new MyHandler(handlerThread.getLooper());
 18.     Message msg = myHandler.obtainMessage();
 19.     //将msg发送到目标对象，所谓的目标对象，就是生成该msg对象的handler对象
 20.     Bundle b = new Bundle();
 21.     b.putInt("age", 20);
 22.     b.putString("name", "Jhon");
 23.     msg.setData(b);
 24.     msg.sendToTarget();//将msg发送到myHandler
 25.     }
 26.
 27.     //自定义Handler类
 28.     class MyHandler extends Handler{
 29.     public MyHandler(){
 30.
 31.     }
 32.
 33.     public MyHandler(Looper looper){
 34.         super(looper);
 35.     }
 36.     //这里的handleMessage将在子线程handlerThread中执行而不是在主线程中执行
 37.     @Override
 38.     public void handleMessage(Message msg) {
 39.         Bundle b = msg.getData();
 40.         int age = b.getInt("age");
 41.       String name = b.getString("name");
 42.      System.out.println("age is " + age + ", name is" + name);
 43. System.out.println("Handler--->" + Thread.currentThread().getId());          System.out.println("handlerMessage");
 44.         }
 45.     }
 46. }