Handler内部运转机制

原理

我们都知道，我们开启一个子线程的时候，会在子线程中使用主线程创建的Handler传递消息给主线程去处理，那么在Handler内部是怎么样的一种处理流程呢？

主要步骤为：
1. 用户启动一个应用，系统内部建立一个进程。
2. 进程启动主线程Main Thread。
3. Main Thread通过Looper建立一个消息队列Message Queue。
4. 消息队列是存在于主线程中的，在主线程中开始无限循环。
5. 每当有新的Message进来，消息队列就开始处理，如果没有，就执行return继续等待。

具体的源码解析可以参考鸿洋老师的Android 异步消息处理机制 让你深入理解 Looper、Handler、Message三者关系

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初始化Handler

• UI主线程初始化第一个Handler时会通过ThreadLocal创建一个Looper，该Looper与UI主线程一一对应。
• 使用ThreadLocal的目的是保证每一个线程只创建唯一一个Looper。
• 之后其他Handler初始化的时候直接获取第一个Handler创建的Looper。
• Looper初始化的时候会创建一个消息队列MessageQueue。

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如何在子线程中启动一个Handler

Handler一般都会在主线程创建，但在子线程中也能创建Handler。入驻在子线程中建立一个 handler, 然后直接sendMessage 是会崩溃的，因为子线程建立 Handler，要在构造的时候注入主线程的 Looper，相当于在主线程中建立了一个Handler。

方法一：

new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                Looper.prepare();
                Handler handler = new Handler(){
                    @Override
                    public void handleMessage(Message msg) {
                        Toast.makeText(getApplicationContext(), "handler msg", Toast.LENGTH_LONG).show();
                    }
                };
                handler.sendEmptyMessage(1);
                Looper.loop();
            };
        }).start();

方法二：

new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper()){ // 区别在这！！！！
                    @Override
                    public void handleMessage(Message msg) {
                        Toast.makeText(getApplicationContext(), "handler msg", Toast.LENGTH_LONG).show();
                    }
                };
                handler.sendEmptyMessage(1);
            };
        }).start();

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Post和sendMessage

Handler把压入消息队列有两大体系，Post和sendMessage：

post(Runnable),
postAtTime(Runnable, long)
postDelayed(Runnable, long),
sendEmptyMessage(int),
sendMessage(Message),
sendMessageAtTime(Message,long)
sendMessageDelayed(Message,long)

Post：Post允许把一个Runnable对象入队到消息队列中。它的方法有：post(Runnable)、postAtTime(Runnable,long)、postDelayed(Runnable,long)。

sendMessage：sendMessage允许把一个包含消息数据的Message对象压入到消息队列中。它的方法有：sendEmptyMessage(int)、sendMessage(Message)、sendMessageAtTime(Message,long)、sendMessageDelayed(Message,long)。

对于Handler的Post方式来说，它会传递一个Runnable对象到消息队列中，在这个Runnable对象中，重写run()方法。一般在这个run()方法中写入需要在UI线程上的操作。

Post

在Handler中，关于Post方式的方法有：
boolean post(Runnable r)：把一个Runnable入队到消息队列中，UI线程从消息队列中取出这个对象后，立即执行。

boolean postAtTime(Runnable r,long uptimeMillis)：把一个Runnable入队到消息队列中，UI线程从消息队列中取出这个对象后，在特定的时间执行。

boolean postDelayed(Runnable r,long delayMillis)：把一个Runnable入队到消息队列中，UI线程从消息队列中取出这个对象后，延迟delayMills秒执行
void removeCallbacks(Runnable r)：从消息队列中移除一个Runnable对象。

Message

Message发送消息相关的方法有：

Message obtainMessage()：获取一个Message对象。

boolean sendMessage()：发送一个Message对象到消息队列中，并在UI线程取到消息后，立即执行。

boolean sendMessageDelayed()：发送一个Message对象到消息队列中，在UI线程取到消息后，延迟执行。

boolean sendEmptyMessage(int what)：发送一个空的Message对象到队列中，并在UI线程取到消息后，立即执行。

boolean sendEmptyMessageDelayed(int what,long delayMillis)：发送一个空Message对象到消息队列中，在UI线程取到消息后，延迟执行。

void removeMessage()：从消息队列中移除一个未响应的消息。

在Message中传递对象，那就是使用Message自带的obj属性传值，它是一个Object类型，所以可以传递任意类型的对象，Message自带的有如下几个属性：

int arg1：参数一，用于传递不复杂的数据，复杂数据使用setData()传递。

int arg2：参数二，用于传递不复杂的数据，复杂数据使用setData()传递。

Object obj：传递一个任意的对象。

int what：定义的消息码，一般用于设定消息的标志。

对于Message对象，一般并不推荐直接使用它的构造方法得到，而是建议通过使用Message.obtain()这个静态的方法或者Handler.obtainMessage()获取。Message.obtain()会从消息池中获取一个Message对象，如果消息池中是空的，才会使用构造方法实例化一个新Message，这样有利于消息资源的利用。并不需要担心消息池中的消息过多，它是有上限的，上限为10个。Handler.obtainMessage()具有多个重载方法，如果查看源码，会发现其实Handler.obtainMessage()在内部也是调用的Message.obtain()。　　

// 获取一个Message对象，设置what为1
Message msg = Message.obtain();
msg.obj = data;
msg.what = IS_FINISH;
// 发送这个消息到消息队列中
handler.sendMessage(msg);

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handler.post(myRunnable)和handler.post(myRunnable,time);

post方法启动了runnbale，其实启动的线程和activity主线程是同一个线程，因为它只是运行了线程的run方法，而不是start方法。

在子线程中利用post(Runnable r)更新UI,原理和sendMessage()类似

调用post(Runnable r)不会开启一个新的线程,UI的更新是在主线程中完成的

在子线程中发送了消息到主线程的消息队列从而更新了UI

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例子

使用postDelayed做一个定时器

package com.example.handler1;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.view.Menu;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;
public class MainActivity extends Activity {
    private TextView text_view = null;
    private Button start = null;
    private Button end = null;

    //使用handler时首先要创建一个handler
    Handler handler = new Handler();
    //要用handler来处理多线程可以使用runnable接口，这里先定义该接口
    //线程中运行该接口的run函数
    Runnable update_thread = new Runnable()
    {
        public void run()
        {
            //线程每次执行时输出"UpdateThread..."文字,且自动换行
            //textview的append功能和Qt中的append类似，不会覆盖前面
            //的内容，只是Qt中的append默认是自动换行模式
            text_view.append("\nUpdateThread...");
            //延时1s后又将线程加入到线程队列中
            handler.postDelayed(update_thread, 1000);

        }
    };

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

        text_view = (TextView)findViewById(R.id.text_view);
        start = (Button)findViewById(R.id.start);
        start.setOnClickListener(new StartClickListener());
        end = (Button)findViewById(R.id.end);
        end.setOnClickListener(new EndClickListener());

    }
    private class StartClickListener implements OnClickListener
    {
        public void onClick(View v) {
            // TODO Auto-generated method stub
            //将线程接口立刻送到线程队列中
            handler.post(update_thread);
        }                
    }

    private class EndClickListener implements OnClickListener
    {
        public void onClick(View v) {
            // TODO Auto-generated method stub
            //将接口从线程队列中移除
            handler.removeCallbacks(update_thread);
        }

    }

    @Override
    public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
        getMenuInflater().inflate(R.menu.activity_main, menu);
        return true;
    }
}

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更新进度条

package com.example.handler2;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.view.Menu;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;
import android.widget.ProgressBar;
public class MainActivity extends Activity {
    private ProgressBar progress_bar = null;
    private Button start = null;

    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        progress_bar = (ProgressBar)findViewById(R.id.progress_bar);
        start = (Button)findViewById(R.id.start);

        start.setOnClickListener(new StartOnClickListenr());
    }

    private class StartOnClickListenr implements OnClickListener
    {
        public void onClick(View v) {
            // TODO Auto-generated method stub
            //让进度条显示出来
            progress_bar.setVisibility(View.VISIBLE);
            //将线程加入到handler的线程队列中
            update_progress_bar.post(update_thread);

        }
    }
    //创建一个handler，内部完成处理消息方法
    Handler update_progress_bar = new Handler()
    {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            // TODO Auto-generated method stub
            //super.handleMessage(msg);
            //显示进度条
            progress_bar.setProgress(msg.arg1);
            //重新把进程加入到进程队列中
            update_progress_bar.post(update_thread);
        }       
    };//不加这个分号则不能自动添加代码

    Runnable update_thread = new Runnable()
    {
        int i = 0;
        public void run() {
            // TODO Auto-generated method stub
            i += 10;
            //首先获得一个消息结构
            Message msg = update_progress_bar.obtainMessage();
            //给消息结构的arg1参数赋值
            msg.arg1 = i;
            //延时1s，java中的try+catch用来排错处理
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO: handle exception
                e.printStackTrace();
            }
            //把消息发送到消息队列中
            update_progress_bar.sendMessage(msg);
            if(i == 100)
                //把线程从线程队列中移除
                update_progress_bar.removeCallbacks(update_thread);
        }       
    };

    @Override
    public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
        getMenuInflater().inflate(R.menu.activity_main, menu);
        return true;
    }
}

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参考文章：

• Android 异步消息处理机制 让你深入理解 Looper、Handler、Message三者关系

• Handler消息传递机制

• Android Handler详细使用方法实例

• Handler系列之原理分析

• Handler详解系列(五)——Handler的post()方法详解，handlerpost

• Handler详解系列(四)——利用Handler在主线程与子线程之间互发消息，handler详解

• Android–多线程之Handler