全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)

一、前言

Android多线程实现方式包括:

1、基础使用
  • 继承Thread类
  • 实现Runnable接口
  • Handler
2、复合使用
  • AsyncTask
  • HandlerThread
  • IntentService
3、高级使用
  • 线程池(ThreadPool)

接下来对这几种实现多线程的方式进行全面 讲解。

二、基础使用

Android多线程实现的基础使用包括:

  • 继承Thread类
  • 实现Runnable接口
  • Handler

接下来对各个进行分析。

1、继承Thread类
1.1 简介

全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第1张图片

1.2 使用详解

(1)使用步骤
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第2张图片
(2) 具体使用

	// 步骤1:创建线程类 (继承自Thread类)
   class MyThread extends Thread{
     

	// 步骤2:复写run(),内容 = 定义线程行为
    @Override
    public void run(){
     
    ... // 定义的线程行为
    }
}

	// 步骤3:创建线程对象,即 实例化线程类
  MyThread mt=new MyThread(“线程名称”);

	// 步骤4:通过 线程对象 控制线程的状态,如 运行、睡眠、挂起  / 停止
	// 此处采用 start()开启线程
  mt.start();

(3) 简便使用:匿名类
很多情况下,开发者会选择一种更加方便的方法去创建线程:匿名类

// 步骤1:采用匿名类,直接 创建 线程类的实例
 new Thread("线程名称") {
     
                 // 步骤2:复写run(),内容 = 定义线程行为
                    @Override
                    public void run() {
            
                  // 步骤3:通过 线程对象 控制线程的状态,如 运行、睡眠、挂起  / 停止   
                      }.start();

上述两种使用方法本质相同,但是各有优劣势 & 不同的应用场景:
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第3张图片

1.3 实例应用

实例

  • 应用场景:创建两个线程-实现两个不同的耗时任务
  • 实例说明:实现2个窗口同时卖火车票;每个窗口卖100张,但卖票速度不同:窗口1是1s/张,窗口2是3s/张

具体实现
main_activity.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout 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:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
    android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
    tools:context="com.example.carson_ho.demoforthread_2.MainActivity">

    //设置一个按钮以启动卖票
    <Button
        android:id="@+id/button"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="点击开始卖票" />
</RelativeLayout>

MainActivity.java

package com.example.carson_ho.demoforthread_2;

import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.view.View;
import android.widget.Button;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
     
    //主布局中定义了一个按钮用以启动线程
    Button button;

    //步骤1:创建线程类,继承自Thread类
    //因为这里需要有两个操作:一个窗口卖票速度是1s/张,一个窗口是3s/张
    //所以需要创建两个Thread的子类

    //第一个Thread子类实现一个窗口卖票速度是1s/张
    private class MyThread1 extends Thread{
     

        private int ticket = 100;//一个窗口有100张票
        private String name; //窗口名, 也即是线程的名字

        public MyThread1(String name){
     
            this.name=name;
        }

        //在run方法里复写需要进行的操作:卖票速度是1s/张
        @Override
        public void run(){
     
            while (ticket>0){
     
                ticket--;
                System.out.println(name + "卖掉了1张票,剩余票数为:"+ticket);

                try {
     
                    Thread.sleep(1000);//卖票速度是1s一张
                } catch (InterruptedException e) {
     
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

    }

    //第二个Thread子类实现一个窗口卖票速度是3s/张
    private class MyThread2 extends Thread{
     

        private int ticket = 100;//一个窗口有100张票
        private String name; //窗口名, 也即是线程的名字

        public MyThread2(String name){
     
            this.name=name;
        }

        //在run方法里复写需要进行的操作:卖票速度是3s/张
        @Override
        public void run(){
     
            while (ticket>0){
     
                ticket--;
                System.out.println(name + "卖掉了1张票,剩余票数为:"+ticket);

                try {
     
                    Thread.sleep(3000);//卖票速度是1s一张
                } catch (InterruptedException e) {
     
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

    }

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

        //Button按下时会开启一个新线程执行卖票
        button = (Button) findViewById(R.id.button);
        button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
     
            @Override
            public void onClick(View v) {
     

                //步骤2:创建线程类的实例
                //创建二个线程,模拟二个窗口卖票
                MyThread1 mt1 = new MyThread1("窗口1");
                MyThread2 mt2 = new MyThread2("窗口2");

                //步骤3:调用start()方法开启线程
                //启动二个线程,也即是窗口,开始卖票
                mt1.start();
                mt2.start();

            }
        });

    }
}

测试结果
由于卖票速度不同,所以窗口1卖3张时,窗口2才卖1张。
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1.4 与“实现Runnable接口”对比

在Java中,继承 Thread类和实现Runnable接口是实现多线程最常用的2种方法
今天我们就来对比下这两种方法
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2、实现Runnable接口
2.1 简介

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2.2 使用详情

(1)使用步骤
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第7张图片
特别注意:

  • Java中真正能创建新线程的只有Thread类对象
  • 通过实现Runnable的方式,最终还是通过Thread类对象来创建线程
  • 所以对于 实现了Runnable接口的类,称为 线程辅助类;Thread类才是真正的线程类

(2) 具体使用

	// 步骤1:创建线程辅助类,实现Runnable接口
 class MyThread implements Runnable{
     
    ....
    @Override
	// 步骤2:复写run(),定义线程行为
    public void run(){
     

    }
}

	// 步骤3:创建线程辅助对象,即 实例化 线程辅助类
  MyThread mt=new MyThread();

	// 步骤4:创建线程对象,即 实例化线程类;线程类 = Thread类;
	// 创建时通过Thread类的构造函数传入线程辅助类对象
	// 原因:Runnable接口并没有任何对线程的支持,我们必须创建线程类(Thread类)的实例,从Thread类的一个实例内部运行
  Thread td=new Thread(mt);

	// 步骤5:通过 线程对象 控制线程的状态,如 运行、睡眠、挂起  / 停止
	// 当调用start()方法时,线程对象会自动回调线程辅助类对象的run(),从而实现线程操作
  td.start();

(3) 简便使用:匿名类
很多情况下,开发者会选择一种更加方便的方法去创建线程:匿名类

   // 步骤1:通过匿名类 直接 创建线程辅助对象,即 实例化 线程辅助类
    Runnable mt = new Runnable() {
     
                    // 步骤2:复写run(),定义线程行为
                    @Override
                    public void run() {
     
                    }
                };

                // 步骤3:创建线程对象,即 实例化线程类;线程类 = Thread类;
                Thread mt1 = new Thread(mt, "窗口1");
           
                // 步骤4:通过 线程对象 控制线程的状态,如 运行、睡眠、挂起  / 停止
                mt1.start();

以上2种方法本质相同,但是各有优劣势 & 不同的应用场景:
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2.3 实例应用

实例

  • 应用场景:创建两个线程-实现一个耗时任务
  • 实例说明:实现2个窗口同时卖火车票;两个窗口一共卖100张,卖票速度均为1s/张

具体实现
main_activity.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout 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:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
    android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
    tools:context="com.example.carson_ho.demoforrunnable3.MainActivity">
//设置按钮用以启动线程
    <Button
        android:id="@+id/button"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="点击开始卖票" />
</RelativeLayout>

MainActivity.java

package com.example.carson_ho.demoforrunnable3;

import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Button;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
     

    //主布局中定义了一个按钮用以启动线程
    Button button;

    //步骤1:创建线程类,实现Runnable接口
    private class MyThread1 implements Runnable{
     

        private int ticket = 100;//两个窗口一共要卖100张票

        //在run方法里复写需要进行的操作:卖票速度1s/张
        @Override
        public void run(){
     
            while (ticket>0){
     
                ticket--;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖掉了1张票,剩余票数为:"+ticket);

                try {
     
                    Thread.sleep(1000);//卖票速度是1s一张
                } catch (InterruptedException e) {
     
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

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

        //Button按下时会开启一个新线程执行卖票
        button = (Button) findViewById(R.id.button);
        button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
     
            @Override
            public void onClick(View v) {
     

                //步骤2:创建线程类的实例
                //因为是两个窗口共卖100张票,即共用资源
                //所以只实例化一个实现了Runnable接口的类
                MyThread1 mt = new MyThread1();

                //因为要创建二个线程,模拟二个窗口卖票
                Thread mt11 = new Thread(mt, "窗口1");
                Thread mt12 = new Thread(mt, "窗口2");

                //步骤3:调用start()方法开启线程
                //启动二个线程,也即是窗口,开始卖票
                mt11.start();
                mt12.start();

            }
        });
    }
}

测试结果
实现了两个窗口一起卖100张票的目的
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第9张图片

3、 Handler
3.1 作用

在多线程的应用场景中,将工作线程中需更新UI的操作信息 传递到 UI主线程,从而实现 工作线程对UI的更新处理,最终实现异步消息的处理
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第10张图片

3.2 意义

问:为什么要用 Handler消息传递机制
答:多个线程并发更新UI的同时 保证线程安全
具体描述如下:
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3.4 相关概念

关于 Handler 异步通信机制中的相关概念如下:

在下面的讲解中,我将直接使用英文名讲解,即 Handler、Message、Message Queue、Looper,希望大家先熟悉相关概念
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3.5 使用方式

Handler的使用方式 因发送消息到消息队列的方式不同而不同
共分为2种:使用Handler.sendMessage()、使用Handler.post()

  • 方式1:使用 Handler.sendMessage()

在该使用方式中,又分为2种:新建Handler子类(内部类)、匿名 Handler子类
但本质相同,即 继承了Handler类 & 创建了子类

	 /** 
	  * 方式1:新建Handler子类(内部类)
	  */
    // 步骤1:自定义Handler子类(继承Handler类) & 复写handleMessage()方法
    class mHandler extends Handler {
     

        // 通过复写handlerMessage() 从而确定更新UI的操作
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
     
         ...// 需执行的UI操作
            
        }
    }

    // 步骤2:在主线程中创建Handler实例
        private Handler mhandler = new mHandler();

    // 步骤3:创建所需的消息对象
        Message msg = Message.obtain(); // 实例化消息对象
        msg.what = 1; // 消息标识
        msg.obj = "AA"; // 消息内容存放

    // 步骤4:在工作线程中 通过Handler发送消息到消息队列中
    // 可通过sendMessage() / post()
    // 多线程可采用AsyncTask、继承Thread类、实现Runnable
        mHandler.sendMessage(msg);

    // 步骤5:开启工作线程(同时启动了Handler)
    // 多线程可采用AsyncTask、继承Thread类、实现Runnable


/** 
  * 方式2:匿名内部类
  */
   // 步骤1:在主线程中 通过匿名内部类 创建Handler类对象
            private Handler mhandler = new  Handler(){
     
                // 通过复写handlerMessage()从而确定更新UI的操作
                @Override
                public void handleMessage(Message msg) {
     
                        ...// 需执行的UI操作
                    }
            };

  	// 步骤2:创建消息对象
    Message msg = Message.obtain(); // 实例化消息对象
  	msg.what = 1; // 消息标识
  	msg.obj = "AA"; // 消息内容存放
  
  // 步骤3:在工作线程中 通过Handler发送消息到消息队列中
  // 多线程可采用AsyncTask、继承Thread类、实现Runnable
   mHandler.sendMessage(msg);

  // 步骤4:开启工作线程(同时启动了Handler)
  // 多线程可采用AsyncTask、继承Thread类、实现Runnable
  • 方式2:使用Handler.post()
// 步骤1:在主线程中创建Handler实例
    private Handler mhandler = new mHandler();

    // 步骤2:在工作线程中 发送消息到消息队列中 & 指定操作UI内容
    // 需传入1个Runnable对象
    mHandler.post(new Runnable() {
     
            @Override
            public void run() {
     
                ... // 需执行的UI操作 
            }

    });

    // 步骤3:开启工作线程(同时启动了Handler)
    // 多线程可采用AsyncTask、继承Thread类、实现Runnable
3.6 实例讲解

本文将用实例逐个讲解 Handler的用法

注:

  • 由于Handler的作用 = 将工作线程需操作UI的消息 传递 到主线程,使得主线程可根据工作线程的需求
  • 更新UI,从而避免线程操作不安全的问题 故下文的实例 = 1个简单 “更新UI操作” 的案例
  • 主布局文件相同 = 1个用于展示的TextView,具体如下:

布局代码:activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout 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:gravity="center"
    tools:context="com.example.carson_ho.handler_learning.MainActivity">

    <TextView
        android:id="@+id/show"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="" />
</RelativeLayout>

(1) 使用 Handler.sendMessage()

方式1:新建Handler子类(内部类)

  • 具体使用
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
     
    
    public TextView mTextView;
    public Handler mHandler;

    // 步骤1:(自定义)新创建Handler子类(继承Handler类) & 复写handleMessage()方法
    class Mhandler extends Handler {
     

        // 通过复写handlerMessage() 从而确定更新UI的操作
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
     
            // 根据不同线程发送过来的消息,执行不同的UI操作
            // 根据 Message对象的what属性 标识不同的消息
            switch (msg.what) {
     
                case 1:
                    mTextView.setText("执行了线程1的UI操作");
                    break;
                case 2:
                    mTextView.setText("执行了线程2的UI操作");
                    break;
            }
        }
    }

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

        mTextView = (TextView) findViewById(R.id.show);

        // 步骤2:在主线程中创建Handler实例
        mHandler = new Mhandler();
       
        // 采用继承Thread类实现多线程演示
        new Thread() {
     
            @Override
            public void run() {
     
                try {
     
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
     
                    e.printStackTrace();
                }

                 // 步骤3:创建所需的消息对象
                 Message msg = Message.obtain();
                 msg.what = 1; // 消息标识
                 msg.obj = "A"; // 消息内存存放

                 // 步骤4:在工作线程中 通过Handler发送消息到消息队列中
                 mHandler.sendMessage(msg);
            }
        }.start();
        // 步骤5:开启工作线程(同时启动了Handler)

        // 此处用2个工作线程展示
        new Thread() {
     
            @Override
            public void run() {
     
                try {
     
                    Thread.sleep(6000);
                } catch (InterruptedException e) {
     
                    e.printStackTrace();
                }
                // 通过sendMessage()发送
                 // a. 定义要发送的消息
                 Message msg = Message.obtain();
                 msg.what = 2; //消息的标识
                 msg.obj = "B"; // 消息的存放
                 // b. 通过Handler发送消息到其绑定的消息队列
                 mHandler.sendMessage(msg);
            }
        }.start();

    }
}

方式2:匿名内部类

  • 具体使用
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
     
    
    public TextView mTextView;
    public Handler mHandler;

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

        mTextView = (TextView) findViewById(R.id.show);

        // 步骤1:在主线程中 通过匿名内部类 创建Handler类对象
        mHandler = new Handler(){
     
            // 通过复写handlerMessage()从而确定更新UI的操作
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
     
                // 根据不同线程发送过来的消息,执行不同的UI操作
                switch (msg.what) {
     
                    case 1:
                        mTextView.setText("执行了线程1的UI操作");
                        break;
                    case 2:
                        mTextView.setText("执行了线程2的UI操作");
                        break;
                }
            }
        };
        // 采用继承Thread类实现多线程演示
        new Thread() {
     
            @Override
            public void run() {
     
                try {
     
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
     
                    e.printStackTrace();
                }
                 // 步骤3:创建所需的消息对象
                 Message msg = Message.obtain();
                 msg.what = 1; // 消息标识
                 msg.obj = "A"; // 消息内存存放

                 // 步骤4:在工作线程中 通过Handler发送消息到消息队列中
                 mHandler.sendMessage(msg);
            }
        }.start();
        // 步骤5:开启工作线程(同时启动了Handler)

        // 此处用2个工作线程展示
        new Thread() {
     
            @Override
            public void run() {
     
                try {
     
                    Thread.sleep(6000);
                } catch (InterruptedException e) {
     
                    e.printStackTrace();
                }
                // 通过sendMessage()发送
                 // a. 定义要发送的消息
                 Message msg = Message.obtain();
                 msg.what = 2; //消息的标识
                 msg.obj = "B"; // 消息的存放
                 // b. 通过Handler发送消息到其绑定的消息队列
                 mHandler.sendMessage(msg);
            }
        }.start();

    }

}

(2) 使用 Handler.post()

  • 具体使用
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
     
    
    public TextView mTextView;
    public Handler mHandler;

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

        mTextView = (TextView) findViewById(R.id.show);

        // 步骤1:在主线程中创建Handler实例
        mHandler = new Handler();

        // 步骤2:在工作线程中 发送消息到消息队列中 & 指定操作UI内容
        new Thread() {
     
            @Override
            public void run() {
     
                try {
     
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
     
                    e.printStackTrace();
                }
                // 通过psot()发送,需传入1个Runnable对象
                mHandler.post(new Runnable() {
     
                    @Override
                    public void run() {
     
                        // 指定操作UI内容
                        mTextView.setText("执行了线程1的UI操作");
                    }

                });
            }
        }.start();
        // 步骤3:开启工作线程(同时启动了Handler)

        // 此处用2个工作线程展示
        new Thread() {
     
            @Override
            public void run() {
     
                try {
     
                    Thread.sleep(6000);
                } catch (InterruptedException e) {
     
                    e.printStackTrace();
                }
                mHandler.post(new Runnable() {
     
                    @Override
                    public void run() {
     
                        mTextView.setText("执行了线程2的UI操作");
                    }

                });
            }
        }.start();

    }

}
3.7 工作原理 解析

(1)工作流程解析
Handler机制的工作流程主要包括4个步骤:

异步通信准备
消息发送
消息循环
消息处理

具体如下图:
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第13张图片
(2)工作流程图
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第14张图片
(3) 示意图
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第15张图片
(4) 特别注意

线程(Thread)、循环器(Looper)、处理者(Handler)之间的对应关系如下:

  • 1个线程(Thread)只能绑定 1个循环器(Looper),但可以有多个处理者(Handler)
  • 1个循环器(Looper) 可绑定多个处理者(Handler)
  • 1个处理者(Handler) 只能绑定1个1个循环器(Looper)

全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第16张图片

3.8 Handler机制的核心类

在源码分析前,先来了解Handler机制中的核心类

(1) 类说明

Handler机制 中有3个重要的类:

  • 处理器 类(Handler)
  • 消息队列 类(MessageQueue)
  • 循环器 类(Looper)

(2) 类图
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第17张图片
(3) 具体介绍
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第18张图片

3.9 源码分析

下面的源码分析将根据 Handler的使用步骤进行
Handler使用方式 因发送消息到消息队列的方式不同而不同,共分为2种:使用Handler.sendMessage()、使用Handler.post()

下面的源码分析将依据上述2种使用方式进行

方式1:使用 Handler.sendMessage()

  • 使用步骤
/** 
  * 此处以 匿名内部类 的使用方式为例
  */
  // 步骤1:在主线程中 通过匿名内部类 创建Handler类对象
            private Handler mhandler = new  Handler(){
     
                // 通过复写handlerMessage()从而确定更新UI的操作
                @Override
                public void handleMessage(Message msg) {
     
                        ...// 需执行的UI操作
                    }
            };

  // 步骤2:创建消息对象
    Message msg = Message.obtain(); // 实例化消息对象
    msg.what = 1; // 消息标识
    msg.obj = "AA"; // 消息内容存放
  
  // 步骤3:在工作线程中 通过Handler发送消息到消息队列中
  // 多线程可采用AsyncTask、继承Thread类、实现Runnable
   mHandler.sendMessage(msg);

  // 步骤4:开启工作线程(同时启动了Handler)
  // 多线程可采用AsyncTask、继承Thread类、实现Runnable
  • 源码分析

下面,我将根据上述每个步骤进行源码分析

步骤1:在主线程中 通过匿名内部类 创建Handler类对象

/** 
  * 具体使用
  */
    private Handler mhandler = new  Handler(){
     
        // 通过复写handlerMessage()从而确定更新UI的操作
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
     
                ...// 需执行的UI操作
            }
    };

/** 
  * 源码分析:Handler的构造方法
  * 作用:初始化Handler对象 & 绑定线程
  * 注:
  *   a. Handler需绑定 线程才能使用;绑定后,Handler的消息处理会在绑定的线程中执行
  *   b. 绑定方式 = 先指定Looper对象,从而绑定了 Looper对象所绑定的线程(因为Looper对象本已绑定了对应线程)
  *   c. 即:指定了Handler对象的 Looper对象 = 绑定到了Looper对象所在的线程
  */
  public Handler() {
     

            this(null, false);
            // ->>分析1

    }
/** 
  * 分析1:this(null, false) = Handler(null,false)
  */
  public Handler(Callback callback, boolean async) {
     

            ...// 仅贴出关键代码

            // 1. 指定Looper对象
                mLooper = Looper.myLooper();
                if (mLooper == null) {
     
                    throw new RuntimeException(
                        "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
                }
                // Looper.myLooper()作用:获取当前线程的Looper对象;若线程无Looper对象则抛出异常
                // 即 :若线程中无创建Looper对象,则也无法创建Handler对象
                // 故 若需在子线程中创建Handler对象,则需先创建Looper对象
                // 注:可通过Loop.getMainLooper()可以获得当前进程的主线程的Looper对象

            // 2. 绑定消息队列对象(MessageQueue)
                mQueue = mLooper.mQueue;
                // 获取该Looper对象中保存的消息队列对象(MessageQueue)
                // 至此,保证了handler对象 关联上 Looper对象中MessageQueue
    }

从上面可看出:

  • 当创建Handler对象时,则通过 构造方法 自动关联当前线程的Looper对象 & 对应的消息队列对象(MessageQueue),从而 自动绑定了 实现创建Handler对象操作的线程

  • 那么,当前线程的Looper对象 & 对应的消息队列对象(MessageQueue) 是什么时候创建的呢?

在上述使用步骤中,并无 创建Looper对象 & 对应的消息队列对象(MessageQueue)这1步

步骤1前的隐式操作1:创建循环器对象(Looper) & 消息队列对象(MessageQueue)

  • 步骤介绍
    全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第19张图片

  • 源码分析

/** 
  * 源码分析1:Looper.prepare()
  * 作用:为当前线程(子线程) 创建1个循环器对象(Looper),同时也生成了1个消息队列对象(MessageQueue)
  * 注:需在子线程中手动调用该方法
  */
    public static final void prepare() {
     
    
        if (sThreadLocal.get() != null) {
     
            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
        }
        // 1. 判断sThreadLocal是否为null,否则抛出异常
        //即 Looper.prepare()方法不能被调用两次 = 1个线程中只能对应1个Looper实例
        // 注:sThreadLocal = 1个ThreadLocal对象,用于存储线程的变量

        sThreadLocal.set(new Looper(true));
        // 2. 若为初次Looper.prepare(),则创建Looper对象 & 存放在ThreadLocal变量中
        // 注:Looper对象是存放在Thread线程里的
        // 源码分析Looper的构造方法->>分析a
    }

  /** 
    * 分析a:Looper的构造方法
    **/

        private Looper(boolean quitAllowed) {
     

            mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
            // 1. 创建1个消息队列对象(MessageQueue)
            // 即 当创建1个Looper实例时,会自动创建一个与之配对的消息队列对象(MessageQueue)

            mRun = true;
            mThread = Thread.currentThread();
        }

/** 
  * 源码分析2:Looper.prepareMainLooper()
  * 作用:为 主线程(UI线程) 创建1个循环器对象(Looper),同时也生成了1个消息队列对象(MessageQueue)
  * 注:该方法在主线程(UI线程)创建时自动调用,即 主线程的Looper对象自动生成,不需手动生成
  */
    // 在Android应用进程启动时,会默认创建1个主线程(ActivityThread,也叫UI线程)
    // 创建时,会自动调用ActivityThread的1个静态的main()方法 = 应用程序的入口
    // main()内则会调用Looper.prepareMainLooper()为主线程生成1个Looper对象

      /** 
        * 源码分析:main()
        **/
        public static void main(String[] args) {
     
            ... // 仅贴出关键代码

            Looper.prepareMainLooper(); 
            // 1. 为主线程创建1个Looper对象,同时生成1个消息队列对象(MessageQueue)
            // 方法逻辑类似Looper.prepare()
            // 注:prepare():为子线程中创建1个Looper对象
            
            
            ActivityThread thread = new ActivityThread(); 
            // 2. 创建主线程

            Looper.loop(); 
            // 3. 自动开启 消息循环 ->>下面将详细分析

        }

总结:

  • 创建主线程时,会自动调用ActivityThread的1个静态的main();而main()内则会调用Looper.prepareMainLooper()为主线程生成1个Looper对象,同时也会生成其对应的MessageQueue对象

(1)即 主线程的Looper对象自动生成,不需手动生成;而子线程的Looper对象则需手动通过Looper.prepare()创建
(2)在子线程若不手动创建Looper对象 则无法生成Handler对象

  • 根据Handler的作用(在主线程更新UI),故Handler实例的创建场景 主要在主线程

  • 生成Looper & MessageQueue对象后,则会自动进入消息循环:Looper.loop(),即又是另外一个隐式操作。

步骤1前的隐式操作2:消息循环

此处主要分析的是Looper类中的loop()方法

/** 
  * 源码分析: Looper.loop()
  * 作用:消息循环,即从消息队列中获取消息、分发消息到Handler
  * 特别注意:
  *       a. 主线程的消息循环不允许退出,即无限循环
  *       b. 子线程的消息循环允许退出:调用消息队列MessageQueue的quit()
  */
  public static void loop() {
     
        
        ...// 仅贴出关键代码

        // 1. 获取当前Looper的消息队列
            final Looper me = myLooper();
            if (me == null) {
     
                throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
            }
            // myLooper()作用:返回sThreadLocal存储的Looper实例;若me为null 则抛出异常
            // 即loop()执行前必须执行prepare(),从而创建1个Looper实例
            
            final MessageQueue queue = me.mQueue;
            // 获取Looper实例中的消息队列对象(MessageQueue)

        // 2. 消息循环(通过for循环)
            for (;;) {
     
            
            // 2.1 从消息队列中取出消息
            Message msg = queue.next(); 
            if (msg == null) {
     
                return;
            }
            // next():取出消息队列里的消息
            // 若取出的消息为空,则线程阻塞
            // ->> 分析1 

            // 2.2 派发消息到对应的Handler
            msg.target.dispatchMessage(msg);
            // 把消息Message派发给消息对象msg的target属性
            // target属性实际是1个handler对象
            // ->>分析2

        // 3. 释放消息占据的资源
        msg.recycle();
        }
}

/** 
  * 分析1:queue.next()
  * 定义:属于消息队列类(MessageQueue)中的方法
  * 作用:出队消息,即从 消息队列中 移出该消息
  */
  Message next() {
     

        ...// 仅贴出关键代码

        // 该参数用于确定消息队列中是否还有消息
        // 从而决定消息队列应处于出队消息状态 or 等待状态
        int nextPollTimeoutMillis = 0;

        for (;;) {
     
            if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
     
                Binder.flushPendingCommands();
            }

        // nativePollOnce方法在native层,若是nextPollTimeoutMillis为-1,此时消息队列处于等待状态 
        nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);

        synchronized (this) {
     
     
            final long now = SystemClock.uptimeMillis();
            Message prevMsg = null;
            Message msg = mMessages;

            // 出队消息,即 从消息队列中取出消息:按创建Message对象的时间顺序
            if (msg != null) {
     
                if (now < msg.when) {
     
                    nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
                } else {
     
                    // 取出了消息
                    mBlocked = false;
                    if (prevMsg != null) {
     
                        prevMsg.next = msg.next;
                    } else {
     
                        mMessages = msg.next;
                    }
                    msg.next = null;
                    if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
                    msg.markInUse();
                    return msg;
                }
            } else {
     

                // 若 消息队列中已无消息,则将nextPollTimeoutMillis参数设为-1
                // 下次循环时,消息队列则处于等待状态
                nextPollTimeoutMillis = -1;
            }

            ......
        }
           .....
       }
}// 回到分析原处

/** 
  * 分析2:dispatchMessage(msg)
  * 定义:属于处理者类(Handler)中的方法
  * 作用:派发消息到对应的Handler实例 & 根据传入的msg作出对应的操作
  */
  public void dispatchMessage(Message msg) {
     

    // 1. 若msg.callback属性不为空,则代表使用了post(Runnable r)发送消息
    // 则执行handleCallback(msg),即回调Runnable对象里复写的run()
    // 上述结论会在讲解使用“post(Runnable r)”方式时讲解
        if (msg.callback != null) {
     
            handleCallback(msg);
        } else {
     
            if (mCallback != null) {
     
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
     
                    return;
                }
            }

            // 2. 若msg.callback属性为空,则代表使用了sendMessage(Message msg)发送消息(即此处需讨论的)
            // 则执行handleMessage(msg),即回调复写的handleMessage(msg) ->> 分析3
            handleMessage(msg);

        }
    }

  /** 
   * 分析3:handleMessage(msg)
   * 注:该方法 = 空方法,在创建Handler实例时复写 = 自定义消息处理方式
   **/
   public void handleMessage(Message msg) {
       
          ... // 创建Handler实例时复写
   } 

总结:

  • 消息循环的操作 = 消息出队 + 分发给对应的Handler实例
  • 分发给对应的Handler的过程:根据出队消息的归属者通过dispatchMessage(msg)进行分发,最终回调复写的handleMessage(Message msg),从而实现 消息处理 的操作
  • 特别注意:在进行消息分发时(dispatchMessage(msg)),会进行1次发送方式的判断:

(1)若msg.callback属性不为空,则代表使用了post(Runnable r)发送消息,则直接回调Runnable对象里复写的run()
(2)若msg.callback属性为空,则代表使用了sendMessage(Message msg)发送消息,则回调复写的handleMessage(msg)

至此,关于步骤1的源码分析讲解完毕。总结如下
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第20张图片

步骤2:创建消息对象

/** 
  * 具体使用
  */
    Message msg = Message.obtain(); // 实例化消息对象
    msg.what = 1; // 消息标识
    msg.obj = "AA"; // 消息内容存放

/** 
  * 源码分析:Message.obtain()
  * 作用:创建消息对象
  * 注:创建Message对象可用关键字new 或 Message.obtain()
  */
  public static Message obtain() {
     

        // Message内部维护了1个Message池,用于Message消息对象的复用
        // 使用obtain()则是直接从池内获取
        synchronized (sPoolSync) {
     
            if (sPool != null) {
     
                Message m = sPool;
                sPool = m.next;
                m.next = null;
                m.flags = 0; // clear in-use flag
                sPoolSize--;
                return m;
            }
            // 建议:使用obtain()”创建“消息对象,避免每次都使用new重新分配内存
        }
        // 若池内无消息对象可复用,则还是用关键字new创建
        return new Message();

    }

总结
在这里插入图片描述

步骤3:在工作线程中 发送消息到消息队列中

多线程的实现方式:AsyncTask、继承Thread类、实现Runnable

/** 
  * 具体使用
  */

    mHandler.sendMessage(msg);

/** 
  * 源码分析:mHandler.sendMessage(msg)
  * 定义:属于处理器类(Handler)的方法
  * 作用:将消息 发送 到消息队列中(Message ->> MessageQueue)
  */
  public final boolean sendMessage(Message msg)
    {
     
        return sendMessageDelayed(msg, 0);
        // ->>分析1
    }

         /** 
           * 分析1:sendMessageDelayed(msg, 0)
           **/
           public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
            {
     
                if (delayMillis < 0) {
     
                    delayMillis = 0;
                }

                return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
                // ->> 分析2
            }

         /** 
           * 分析2:sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis)
           **/
           public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
     
                    // 1. 获取对应的消息队列对象(MessageQueue)
                    MessageQueue queue = mQueue;

                    // 2. 调用了enqueueMessage方法 ->>分析3
                    return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
                }

         /** 
           * 分析3:enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis)
           **/
            private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
     
                 // 1. 将msg.target赋值为this
                 // 即 :把 当前的Handler实例对象作为msg的target属性
                 msg.target = this;
                 // 请回忆起上面说的Looper的loop()中消息循环时,会从消息队列中取出每个消息msg,然后执行msg.target.dispatchMessage(msg)去处理消息
                 // 实际上则是将该消息派发给对应的Handler实例        

                // 2. 调用消息队列的enqueueMessage()
                // 即:Handler发送的消息,最终是保存到消息队列->>分析4
                return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
        }

        /** 
          * 分析4:queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis)
          * 定义:属于消息队列类(MessageQueue)的方法
          * 作用:入队,即 将消息 根据时间 放入到消息队列中(Message ->> MessageQueue)
          * 采用单链表实现:提高插入消息、删除消息的效率
          */
          boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
     

                ...// 仅贴出关键代码

                synchronized (this) {
     

                    msg.markInUse();
                    msg.when = when;
                    Message p = mMessages;
                    boolean needWake;

                    // 判断消息队列里有无消息
                        // a. 若无,则将当前插入的消息 作为队头 & 若此时消息队列处于等待状态,则唤醒
                        if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
     
                            msg.next = p;
                            mMessages = msg;
                            needWake = mBlocked;
                        } else {
     
                            needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
                            Message prev;

                        // b. 判断消息队列里有消息,则根据 消息(Message)创建的时间 插入到队列中
                            for (;;) {
     
                                prev = p;
                                p = p.next;
                                if (p == null || when < p.when) {
     
                                    break;
                                }
                                if (needWake && p.isAsynchronous()) {
     
                                    needWake = false;
                                }
                            }

                            msg.next = p; 
                            prev.next = msg;
                        }

                        if (needWake) {
     
                            nativeWake(mPtr);
                        }
                    }
                    return true;
            }


// 之后,随着Looper对象的无限消息循环
// 不断从消息队列中取出Handler发送的消息 & 分发到对应Handler
// 最终回调Handler.handleMessage()处理消息

总结
Handler发送消息的本质 = 为该消息定义target属性(即本身实例对象) & 将消息入队到绑定线程的消息队列中。具体如下:
在这里插入图片描述
至此,关于使用 Handler.sendMessage()的源码解析完毕

总结

  • 根据操作步骤的源码分析总结
    全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第21张图片

  • 工作流程总结
    下面,将顺着文章:工作流程再理一次
    全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第22张图片
    方式2:使用 Handler.post()

  • 使用步骤

// 步骤1:在主线程中创建Handler实例
    private Handler mhandler = new mHandler();

// 步骤2:在工作线程中 发送消息到消息队列中 & 指定操作UI内容
// 需传入1个Runnable对象
    mHandler.post(new Runnable() {
     
            @Override
            public void run() {
     
                ... // 需执行的UI操作 
            }

    });

// 步骤3:开启工作线程(同时启动了Handler)
// 多线程可采用AsyncTask、继承Thread类、实现Runnable
  • 源码分析

下面,我将根据上述每个步骤进行源码分析
实际上,该方式与方式1中的Handler.sendMessage()工作原理相同、源码分析类似,下面将主要讲解不同之处

步骤1:在主线程中创建Handler实例

/** 
  * 具体使用
  */
    private Handler mhandler = new  Handler()// 与方式1的使用不同:此处无复写Handler.handleMessage()
 
/** 
  * 源码分析:Handler的构造方法
  * 作用:
  *     a. 在此之前,主线程创建时隐式创建Looper对象、MessageQueue对象
  *     b. 初始化Handler对象、绑定线程 & 进入消息循环
  * 此处的源码分析类似方式1,此处不作过多描述
  */

步骤2:在工作线程中 发送消息到消息队列中


/** 
* 具体使用
* 需传入1个Runnable对象、复写run()从而指定UI操作
*/
  mHandler.post(new Runnable() {
     
          @Override
          public void run() {
     
              ... // 需执行的UI操作 
          }

  });

/** 
* 源码分析:Handler.post(Runnable r)
* 定义:属于处理者类(Handler)中的方法
* 作用:定义UI操作、将Runnable对象封装成消息对象 & 发送 到消息队列中(Message ->> MessageQueue)
* 注:
*    a. 相比sendMessage(),post()最大的不同在于,更新的UI操作可直接在重写的run()中定义
*    b. 实际上,Runnable并无创建新线程,而是发送 消息 到消息队列中
*/
public final boolean post(Runnable r)
      {
     
         return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
         // getPostMessage(r) 的源码分析->>分析1
         // sendMessageDelayed()的源码分析 ->>分析2

      }
            /** 
             * 分析1:getPostMessage(r)
             * 作用:将传入的Runable对象封装成1个消息对象
             **/
            private static Message getPostMessage(Runnable r) {
     
                      // 1. 创建1个消息对象(Message)
                      Message m = Message.obtain();
                          // 注:创建Message对象可用关键字new 或 Message.obtain()
                          // 建议:使用Message.obtain()创建,
                          // 原因:因为Message内部维护了1个Message池,用于Message的复用,使用obtain()直接从池内获取,从而避免使用new重新分配内存

                      // 2. 将 Runable对象 赋值给消息对象(message)的callback属性
                      m.callback = r;
                      
                      // 3. 返回该消息对象
                      return m;
                  } // 回到调用原处

           /** 
             * 分析2:sendMessageDelayed(msg, 0)
             * 作用:实际上,从此处开始,则类似方式1 = 将消息入队到消息队列,
             * 即 最终是调用MessageQueue.enqueueMessage()
             **/
             public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
              {
     
                  if (delayMillis < 0) {
     
                      delayMillis = 0;
                  }

                  return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
                  // 请看分析3
              }

           /** 
             * 分析3:sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis)
             **/
             public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
     
                      // 1. 获取对应的消息队列对象(MessageQueue)
                      MessageQueue queue = mQueue;

                      // 2. 调用了enqueueMessage方法 ->>分析3
                      return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
                  }

           /** 
             * 分析4:enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis)
             **/
              private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
     
                   // 1. 将msg.target赋值为this
                   // 即 :把 当前的Handler实例对象作为msg的target属性
                   msg.target = this;
                   // 请回忆起上面说的Looper的loop()中消息循环时,会从消息队列中取出每个消息msg,然后执行msg.target.dispatchMessage(msg)去处理消息
                   // 实际上则是将该消息派发给对应的Handler实例        

                  // 2. 调用消息队列的enqueueMessage()
                  // 即:Handler发送的消息,最终是保存到消息队列
                  return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
          }

          // 注:实际上从分析2开始,源码 与 sendMessage(Message msg)发送方式相同

从上面的分析可看出:

  • 消息对象的创建 = 内部 根据Runnable对象而封装
  • 发送到消息队列的逻辑 = 方式1中sendMessage(Message msg)

下面,我们重新回到步骤1前的隐式操作2:消息循环,即Looper类中的loop()方法

/** 
  * 源码分析: Looper.loop()
  * 作用:消息循环,即从消息队列中获取消息、分发消息到Handler
  * 特别注意:
  *       a. 主线程的消息循环不允许退出,即无限循环
  *       b. 子线程的消息循环允许退出:调用消息队列MessageQueue的quit()
  */
  public static void loop() {
     
        
        ...// 仅贴出关键代码

        // 1. 获取当前Looper的消息队列
            final Looper me = myLooper();
            if (me == null) {
     
                throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
            }
            // myLooper()作用:返回sThreadLocal存储的Looper实例;若me为null 则抛出异常
            // 即loop()执行前必须执行prepare(),从而创建1个Looper实例
            
            final MessageQueue queue = me.mQueue;
            // 获取Looper实例中的消息队列对象(MessageQueue)

        // 2. 消息循环(通过for循环)
            for (;;) {
     
            
            // 2.1 从消息队列中取出消息
            Message msg = queue.next(); 
            if (msg == null) {
     
                return;
            }
            // next():取出消息队列里的消息
            // 若取出的消息为空,则线程阻塞

            // 2.2 派发消息到对应的Handler
            msg.target.dispatchMessage(msg);
            // 把消息Message派发给消息对象msg的target属性
            // target属性实际是1个handler对象
            // ->>分析1

        // 3. 释放消息占据的资源
        msg.recycle();
        }
}

/** 
  * 分析1:dispatchMessage(msg)
  * 定义:属于处理者类(Handler)中的方法
  * 作用:派发消息到对应的Handler实例 & 根据传入的msg作出对应的操作
  */
  public void dispatchMessage(Message msg) {
     

    // 1. 若msg.callback属性不为空,则代表使用了post(Runnable r)发送消息(即此处需讨论的)
    // 则执行handleCallback(msg),即回调Runnable对象里复写的run()->> 分析2
        if (msg.callback != null) {
     
            handleCallback(msg);
        } else {
     
            if (mCallback != null) {
     
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
     
                    return;
                }
            }

            // 2. 若msg.callback属性为空,则代表使用了sendMessage(Message msg)发送消息(即此处需讨论的)
            // 则执行handleMessage(msg),即回调复写的handleMessage(msg) 
            handleMessage(msg);

        }
    }

  /** 
    * 分析2:handleCallback(msg)
    **/
    private static void handleCallback(Message message) {
     
        message.callback.run();
        //  Message对象的callback属性 = 传入的Runnable对象
        // 即回调Runnable对象里复写的run()
    }

至此,你应该明白使用 Handler.post()的工作流程:与方式1(Handler.sendMessage())类似,区别在于:

  • 不需外部创建消息对象,而是内部根据传入的Runnable对象 封装消息对象
  • 回调的消息处理方法是:复写Runnable对象的run()

二者的具体异同如下:
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第23张图片
至此,关于使用 Handler.post()的源码解析完毕

总结

  • 根据操作步骤的源码分析总结
    全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第24张图片
  • 工作流程总结

下面,将顺着文章:工作流程再理一次
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第25张图片
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第26张图片

3.10 特别注意:Handle引起的内存泄漏

1. 问题描述

Handler的一般用法 = 新建Handler子类(内部类) 、匿名Handler内部类

/** 
     * 方式1:新建Handler子类(内部类)
     */  
    public class MainActivity extends AppCompatActivity {
     

            public static final String TAG = "carson:";
            private Handler showhandler;

            // 主线程创建时便自动创建Looper & 对应的MessageQueue
            // 之后执行Loop()进入消息循环
            @Override
            protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
     
                super.onCreate(savedInstanceState);
                setContentView(R.layout.activity_main);

                //1. 实例化自定义的Handler类对象->>分析1
                //注:此处并无指定Looper,故自动绑定当前线程(主线程)的Looper、MessageQueue
                showhandler = new FHandler();

                // 2. 启动子线程1
                new Thread() {
     
                    @Override
                    public void run() {
     
                        try {
     
                            Thread.sleep(1000);
                        } catch (InterruptedException e) {
     
                            e.printStackTrace();
                        }
                        // a. 定义要发送的消息
                        Message msg = Message.obtain();
                        msg.what = 1;// 消息标识
                        msg.obj = "AA";// 消息存放
                        // b. 传入主线程的Handler & 向其MessageQueue发送消息
                        showhandler.sendMessage(msg);
                    }
                }.start();

                // 3. 启动子线程2
                new Thread() {
     
                    @Override
                    public void run() {
     
                        try {
     
                            Thread.sleep(5000);
                        } catch (InterruptedException e) {
     
                            e.printStackTrace();
                        }
                        // a. 定义要发送的消息
                        Message msg = Message.obtain();
                        msg.what = 2;// 消息标识
                        msg.obj = "BB";// 消息存放
                        // b. 传入主线程的Handler & 向其MessageQueue发送消息
                        showhandler.sendMessage(msg);
                    }
                }.start();

            }

            // 分析1:自定义Handler子类
            class FHandler extends Handler {
     

                // 通过复写handlerMessage() 从而确定更新UI的操作
                @Override
                public void handleMessage(Message msg) {
     
                    switch (msg.what) {
     
                        case 1:
                            Log.d(TAG, "收到线程1的消息");
                            break;
                        case 2:
                            Log.d(TAG, " 收到线程2的消息");
                            break;


                    }
                }
            }
        }

   /** 
     * 方式2:匿名Handler内部类
     */ 
     public class MainActivity extends AppCompatActivity {
     

        public static final String TAG = "carson:";
        private Handler showhandler;

        // 主线程创建时便自动创建Looper & 对应的MessageQueue
        // 之后执行Loop()进入消息循环
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
     
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);

            //1. 通过匿名内部类实例化的Handler类对象
            //注:此处并无指定Looper,故自动绑定当前线程(主线程)的Looper、MessageQueue
            showhandler = new  Handler(){
     
                // 通过复写handlerMessage()从而确定更新UI的操作
                @Override
                public void handleMessage(Message msg) {
     
                        switch (msg.what) {
     
                            case 1:
                                Log.d(TAG, "收到线程1的消息");
                                break;
                            case 2:
                                Log.d(TAG, " 收到线程2的消息");
                                break;
                        }
                    }
            };

            // 2. 启动子线程1
            new Thread() {
     
                @Override
                public void run() {
     
                    try {
     
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
     
                        e.printStackTrace();
                    }
                    // a. 定义要发送的消息
                    Message msg = Message.obtain();
                    msg.what = 1;// 消息标识
                    msg.obj = "AA";// 消息存放
                    // b. 传入主线程的Handler & 向其MessageQueue发送消息
                    showhandler.sendMessage(msg);
                }
            }.start();

            // 3. 启动子线程2
            new Thread() {
     
                @Override
                public void run() {
     
                    try {
     
                        Thread.sleep(5000);
                    } catch (InterruptedException e) {
     
                        e.printStackTrace();
                    }
                    // a. 定义要发送的消息
                    Message msg = Message.obtain();
                    msg.what = 2;// 消息标识
                    msg.obj = "BB";// 消息存放
                    // b. 传入主线程的Handler & 向其MessageQueue发送消息
                    showhandler.sendMessage(msg);
                }
            }.start();

        }
}

测试结果
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第27张图片

示意图

  • 上述例子虽可运行成功,但代码会出现严重警告:
  • 警告的原因 = 该Handler类由于无设置为 静态类,从而导致了内存泄露
  • 最终的内存泄露发生在Handler类的外部类:MainActivity类

示意图
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第28张图片
那么,该Handler在无设置为静态类时,为什么会造成内存泄露呢?

2. 原因讲解

2.1 储备知识

  • 主线程的Looper对象的生命周期 = 该应用程序的生命周期
  • 在Java中,非静态内部类 & 匿名内部类都默认持有 外部类的引用

2.2 泄露原因描述
从上述示例代码可知:

  • 上述的Handler实例的消息队列有2个分别来自线程1、2的消息(分别 为延迟1s、6s)

  • 在Handler消息队列 还有未处理的消息 / 正在处理消息时,消息队列中的Message持有Handler实例的引用

  • 由于Handler = 非静态内部类 / 匿名内部类(2种使用方式),故又默认持有外部类的引用(即MainActivity实例),引用关系如下图
    上述的引用关系会一直保持,直到Handler消息队列中的所有消息被处理完毕
    在这里插入图片描述

  • 在Handler消息队列 还有未处理的消息 / 正在处理消息时,此时若需销毁外部类MainActivity,但由于上述引用关系,垃圾回收器(GC)无法回收MainActivity,从而造成内存泄漏。如下图:
    全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第29张图片
    2.3 总结

  • 当Handler消息队列 还有未处理的消息 / 正在处理消息时,存在引用关系: “未被处理 / 正处理的消息 -> Handler实例 -> 外部类”

  • 若出现 Handler的生命周期 > 外部类的生命周期 时(即 Handler消息队列 还有未处理的消息 / 正在处理消息 而 外部类需销毁时),将使得外部类无法被垃圾回收器(GC)回收,从而造成 内存泄露

  1. 解决方案
    从上面可看出,造成内存泄露的原因有2个关键条件:
  • 存在“未被处理 / 正处理的消息 -> Handler实例 -> 外部类” 的引用关系
  • Handler的生命周期 > 外部类的生命周期
  • 即 Handler消息队列 还有未处理的消息 / 正在处理消息 而 外部类需销毁

解决方案的思路 = 使得上述任1条件不成立 即可。

解决方案1:静态内部类+弱引用

  • 原理
    静态内部类 不默认持有外部类的引用,从而使得 “未被处理 / 正处理的消息 -> Handler实例 -> 外部类” 的引用关系 的引用关系 不复存在。

  • 具体方案
    将Handler的子类设置成 静态内部类

  • 同时,还可加上 使用WeakReference弱引用持有Activity实例
  • 原因:弱引用的对象拥有短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描时,一旦发现了只具有弱引用的对象,不管当前内存空间足够与否,都会回收它的内存
  • 解决代码
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
     

    public static final String TAG = "carson:";
    private Handler showhandler;

    // 主线程创建时便自动创建Looper & 对应的MessageQueue
    // 之后执行Loop()进入消息循环
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
     
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        //1. 实例化自定义的Handler类对象->>分析1
        //注:
            // a. 此处并无指定Looper,故自动绑定当前线程(主线程)的Looper、MessageQueue;
            // b. 定义时需传入持有的Activity实例(弱引用)
        showhandler = new FHandler(this);

        // 2. 启动子线程1
        new Thread() {
     
            @Override
            public void run() {
     
                try {
     
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
     
                    e.printStackTrace();
                }
                // a. 定义要发送的消息
                Message msg = Message.obtain();
                msg.what = 1;// 消息标识
                msg.obj = "AA";// 消息存放
                // b. 传入主线程的Handler & 向其MessageQueue发送消息
                showhandler.sendMessage(msg);
            }
        }.start();

        // 3. 启动子线程2
        new Thread() {
     
            @Override
            public void run() {
     
                try {
     
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
     
                    e.printStackTrace();
                }
                // a. 定义要发送的消息
                Message msg = Message.obtain();
                msg.what = 2;// 消息标识
                msg.obj = "BB";// 消息存放
                // b. 传入主线程的Handler & 向其MessageQueue发送消息
                showhandler.sendMessage(msg);
            }
        }.start();

    }

    // 分析1:自定义Handler子类
    // 设置为:静态内部类
    private static class FHandler extends Handler{
     

        // 定义 弱引用实例
        private WeakReference<Activity> reference;

        // 在构造方法中传入需持有的Activity实例
        public FHandler(Activity activity) {
     
            // 使用WeakReference弱引用持有Activity实例
            reference = new WeakReference<Activity>(activity); }

        // 通过复写handlerMessage() 从而确定更新UI的操作
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
     
            switch (msg.what) {
     
                case 1:
                    Log.d(TAG, "收到线程1的消息");
                    break;
                case 2:
                    Log.d(TAG, " 收到线程2的消息");
                    break;


            }
        }
    }
}

解决方案2:当外部类结束生命周期时,清空Handler内消息队列

  • 原理
    不仅使得 “未被处理 / 正处理的消息 -> Handler实例 -> 外部类” 的引用关系 不复存在,同时 使得 Handler的生命周期(即 消息存在的时期) 与 外部类的生命周期 同步

  • 具体方案
    当 外部类(此处以Activity为例) 结束生命周期时(此时系统会调用onDestroy()),清除 Handler消息队列里的所有消息(调用removeCallbacksAndMessages(null))

  • 具体代码

@Override
    protected void onDestroy() {
     
        super.onDestroy();
        mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);
        // 外部类Activity生命周期结束时,同时清空消息队列 & 结束Handler生命周期
    }
  • 使用建议
    为了保证Handler中消息队列中的所有消息都能被执行,此处推荐使用解决方案1解决内存泄露问题,即 静态内部类 + 弱引用的方式

三、复合使用

Android多线程实现的复合使用包括:

  • AsyncTask
  • HandlerThread
  • IntentService

称为”复用“的主要原因是:这3种方式的本质原理都是Android多线程基础实现(继承Thread类、实现Runnable接口、Handler)的组合实现。下面,我将详细讲解。

1 AsyncTask
1.1 简介

全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第30张图片

1.2 定义
  • 一个Android 已封装好的轻量级异步类
  • 属于抽象类,即使用时需 实现子类
public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {
      
 ... 
 }
1.3 作用
  • 实现多线程 在工作线程中执行任务,如 耗时任务
  • 异步通信、消息传递 实现工作线程 & 主线程(UI线程)之间的通信,即:将工作线程的执行结果传递给主线程,从而在主线程中执行相关的UI操作,从而保证线程安全
1.4 优点
  • 方便实现异步通信 :不需使用 “任务线程(如继承Thread类) + Handler”的复杂组合
  • 节省资源: 采用线程池的缓存线程 + 复用线程,避免了频繁创建 & 销毁线程所带来的系统资源开销
1.4 类 & 方法介绍

(1) 类定义
AsyncTask类属于抽象类,即使用时需 实现子类

public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {
      
 ... 
}

// 类中参数为3种泛型类型
// 整体作用:控制AsyncTask子类执行线程任务时各个阶段的返回类型
// 具体说明:
    // a. Params:开始异步任务执行时传入的参数类型,对应excute()中传递的参数
    // b. Progress:异步任务执行过程中,返回下载进度值的类型
    // c. Result:异步任务执行完成后,返回的结果类型,与doInBackground()的返回值类型保持一致
// 注:
    // a. 使用时并不是所有类型都被使用
    // b. 若无被使用,可用java.lang.Void类型代替
    // c. 若有不同业务,需额外再写1个AsyncTask的子类
}

(2) 核心方法

  • AsyncTask 核心 & 常用的方法如下:
    全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第31张图片

  • 方法执行顺序如下
    全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第32张图片

1.5 使用步骤

AsyncTask的使用步骤有3个:

  • 创建 AsyncTask 子类 & 根据需求实现核心方法
  • 创建 AsyncTask子类的实例对象(即 任务实例)
  • 手动调用execute(()从而执行异步线程任务
  • 具体介绍如下
/**
  * 步骤1:创建AsyncTask子类
  * 注: 
  *   a. 继承AsyncTask类
  *   b. 为3个泛型参数指定类型;若不使用,可用java.lang.Void类型代替
  *   c. 根据需求,在AsyncTask子类内实现核心方法
  */

  private class MyTask extends AsyncTask<Params, Progress, Result> {
     

        ....

      // 方法1:onPreExecute()
      // 作用:执行 线程任务前的操作
      // 注:根据需求复写
      @Override
      protected void onPreExecute() {
     
           ...
        }

      // 方法2:doInBackground()
      // 作用:接收输入参数、执行任务中的耗时操作、返回 线程任务执行的结果
      // 注:必须复写,从而自定义线程任务
      @Override
      protected String doInBackground(String... params) {
     

            ...// 自定义的线程任务

            // 可调用publishProgress()显示进度, 之后将执行onProgressUpdate()
             publishProgress(count);
              
         }

      // 方法3:onProgressUpdate()
      // 作用:在主线程 显示线程任务执行的进度
      // 注:根据需求复写
      @Override
      protected void onProgressUpdate(Integer... progresses) {
     
            ...

        }

      // 方法4:onPostExecute()
      // 作用:接收线程任务执行结果、将执行结果显示到UI组件
      // 注:必须复写,从而自定义UI操作
      @Override
      protected void onPostExecute(String result) {
     

         ...// UI操作

        }

      // 方法5:onCancelled()
      // 作用:将异步任务设置为:取消状态
      @Override
        protected void onCancelled() {
     
        ...
        }
  }

/**
  * 步骤2:创建AsyncTask子类的实例对象(即 任务实例)
  * 注:AsyncTask子类的实例必须在UI线程中创建
  */
  MyTask mTask = new MyTask();

/**
  * 步骤3:手动调用execute(Params... params) 从而执行异步线程任务
  * 注:
  *    a. 必须在UI线程中调用
  *    b. 同一个AsyncTask实例对象只能执行1次,若执行第2次将会抛出异常
  *    c. 执行任务中,系统会自动调用AsyncTask的一系列方法:onPreExecute() 、doInBackground()、onProgressUpdate() 、onPostExecute() 
  *    d. 不能手动调用上述方法
  */
  mTask.execute()
1.6 实例讲解

下面,我将用1个实例讲解 具体如何使用 AsyncTask

(1) 实例说明
点击按钮 则 开启线程执行线程任务
显示后台加载进度
加载完毕后更新UI组件
期间若点击取消按钮,则取消加载

(2) 具体实现

  • 主布局文件:activity_main.xml
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout 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:gravity="center"
    tools:context="com.example.carson_ho.handler_learning.MainActivity">

    <Button
        android:layout_centerInParent="true"
        android:id="@+id/button"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="点我加载"/>

    <TextView
        android:id="@+id/text"
        android:layout_below="@+id/button"
        android:layout_centerInParent="true"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="还没开始加载!" />

    <ProgressBar
        android:layout_below="@+id/text"
        android:id="@+id/progress_bar"
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:progress="0"
        android:max="100"
        style="?android:attr/progressBarStyleHorizontal"/>

    <Button
        android:layout_below="@+id/progress_bar"
        android:layout_centerInParent="true"
        android:id="@+id/cancel"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="cancel"/>
</RelativeLayout>
  • 主逻辑代码文件:MainActivity.java
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
     

    // 线程变量
    MyTask mTask;

    // 主布局中的UI组件
    Button button,cancel; // 加载、取消按钮
    TextView text; // 更新的UI组件
    ProgressBar progressBar; // 进度条
    
    /**
     * 步骤1:创建AsyncTask子类
     * 注:
     *   a. 继承AsyncTask类
     *   b. 为3个泛型参数指定类型;若不使用,可用java.lang.Void类型代替
     *      此处指定为:输入参数 = String类型、执行进度 = Integer类型、执行结果 = String类型
     *   c. 根据需求,在AsyncTask子类内实现核心方法
     */
    private class MyTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {
     

        // 方法1:onPreExecute()
        // 作用:执行 线程任务前的操作
        @Override
        protected void onPreExecute() {
     
            text.setText("加载中");
            // 执行前显示提示
        }


        // 方法2:doInBackground()
        // 作用:接收输入参数、执行任务中的耗时操作、返回 线程任务执行的结果
        // 此处通过计算从而模拟“加载进度”的情况
        @Override
        protected String doInBackground(String... params) {
     

            try {
     
                int count = 0;
                int length = 1;
                while (count<99) {
     

                    count += length;
                    // 可调用publishProgress()显示进度, 之后将执行onProgressUpdate()
                    publishProgress(count);
                    // 模拟耗时任务
                    Thread.sleep(50);
                }
            }catch (InterruptedException e) {
     
                e.printStackTrace();
            }

            return null;
        }

        // 方法3:onProgressUpdate()
        // 作用:在主线程 显示线程任务执行的进度
        @Override
        protected void onProgressUpdate(Integer... progresses) {
     

            progressBar.setProgress(progresses[0]);
            text.setText("loading..." + progresses[0] + "%");

        }

        // 方法4:onPostExecute()
        // 作用:接收线程任务执行结果、将执行结果显示到UI组件
        @Override
        protected void onPostExecute(String result) {
     
            // 执行完毕后,则更新UI
            text.setText("加载完毕");
        }

        // 方法5:onCancelled()
        // 作用:将异步任务设置为:取消状态
        @Override
        protected void onCancelled() {
     

            text.setText("已取消");
            progressBar.setProgress(0);

        }
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
     
        super.onCreate(savedInstanceState);

        // 绑定UI组件
        setContentView(R.layout.activity_main);

        button = (Button) findViewById(R.id.button);
        cancel = (Button) findViewById(R.id.cancel);
        text = (TextView) findViewById(R.id.text);
        progressBar = (ProgressBar) findViewById(R.id.progress_bar);

        /**
         * 步骤2:创建AsyncTask子类的实例对象(即 任务实例)
         * 注:AsyncTask子类的实例必须在UI线程中创建
         */
        mTask = new MyTask();

        // 加载按钮按按下时,则启动AsyncTask
        // 任务完成后更新TextView的文本
        button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
     
            @Override
            public void onClick(View v) {
     

                /**
                 * 步骤3:手动调用execute(Params... params) 从而执行异步线程任务
                 * 注:
                 *    a. 必须在UI线程中调用
                 *    b. 同一个AsyncTask实例对象只能执行1次,若执行第2次将会抛出异常
                 *    c. 执行任务中,系统会自动调用AsyncTask的一系列方法:onPreExecute() 、doInBackground()、onProgressUpdate() 、onPostExecute()
                 *    d. 不能手动调用上述方法
                 */
                mTask.execute();
            }
        });

        cancel = (Button) findViewById(R.id.cancel);
        cancel.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
     
            @Override
            public void onClick(View v) {
     
                // 取消一个正在执行的任务,onCancelled方法将会被调用
                mTask.cancel(true);
            }
        });

    }

}
1.7 使用时的注意点

在使用AsyncTask时有一些问题需要注意的:

(1) 关于 生命周期

  • 结论: AsyncTask不与任何组件绑定生命周期
  • 使用建议: 在Activity 或 Fragment中使用 AsyncTask时,最好在Activity 或 Fragment的onDestory()调用 cancel(boolean);

(2) 关于 内存泄漏

  • 结论 :若AsyncTask被声明为Activity的非静态内部类,当Activity需销毁时,会因AsyncTask保留对Activity的引用 而导致Activity无法被回收,最终引起内存泄露
  • 使用建议: AsyncTask应被声明为Activity的静态内部类

(3) 线程任务执行结果 丢失

  • 结论: 当Activity重新创建时(屏幕旋转 / Activity被意外销毁时后恢复),之前运行的AsyncTask(非静态的内部类)持有的之前Activity引用已无效,故复写的onPostExecute()将不生效,即无法更新UI操作
  • 使用建议: 在Activity恢复时的对应方法 重启 任务线程
1.8 工作原理

(1) 储备知识:线程

  • 简介
    全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第33张图片
  • 与进程的区别
    全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第34张图片
    (2) 具体原理介绍
  • AsyncTask的实现原理 = 线程池 + Handler
    其中:线程池用于线程调度、复用 & 执行任务;Handler 用于异步通信

其内部封装了2个线程池 + 1个Handler,具体介绍如下:
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第35张图片
(3) 类 & 方法介绍
在进行源码分析前,先介绍AsyncTask中的类 & 核心方法

  • 类定义
    AsyncTask类属于抽象类,即使用时需 实现子类
public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {
      
 ... 
}

// 类中参数为3种泛型类型
// 整体作用:控制AsyncTask子类执行线程任务时各个阶段的返回类型
// 具体说明:
    // a. Params:开始异步任务执行时传入的参数类型,对应excute()中传递的参数
    // b. Progress:异步任务执行过程中,返回下载进度值的类型
    // c. Result:异步任务执行完成后,返回的结果类型,与doInBackground()的返回值类型保持一致
// 注:
    // a. 使用时并不是所有类型都被使用
    // b. 若无被使用,可用java.lang.Void类型代替
    // c. 若有不同业务,需额外再写1个AsyncTask的子类
}
  • 核心方法

AsyncTask 核心 & 常用的方法如下:
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第36张图片
方法执行顺序如下:
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第37张图片

1.9 源码分析

本次源码分析将根据 AsyncTask的使用步骤讲解

AsyncTask的使用步骤有4个:

  • 创建 AsyncTask 子类 & 根据需求实现核心方法
  • 创建 AsyncTask子类的实例对象(即 任务实例)
  • 手动调用execute(()从而执行异步线程任务
  • 具体介绍如下
/**
  * 步骤1:创建AsyncTask子类
  * 注: 
  *   a. 继承AsyncTask类
  *   b. 为3个泛型参数指定类型;若不使用,可用java.lang.Void类型代替
  *   c. 根据需求,在AsyncTask子类内实现核心方法
  */

  private class MyTask extends AsyncTask<Params, Progress, Result> {
     

        ....

      // 方法1:onPreExecute()
      // 作用:执行 线程任务前的操作
      // 注:根据需求复写
      @Override
      protected void onPreExecute() {
     
           ...
        }

      // 方法2:doInBackground()
      // 作用:接收输入参数、执行任务中的耗时操作、返回 线程任务执行的结果
      // 注:必须复写,从而自定义线程任务
      @Override
      protected String doInBackground(String... params) {
     

            ...// 自定义的线程任务

            // 可调用publishProgress()显示进度, 之后将执行onProgressUpdate()
             publishProgress(count);
              
         }

      // 方法3:onProgressUpdate()
      // 作用:在主线程 显示线程任务执行的进度
      // 注:根据需求复写
      @Override
      protected void onProgressUpdate(Integer... progresses) {
     
            ...

        }

      // 方法4:onPostExecute()
      // 作用:接收线程任务执行结果、将执行结果显示到UI组件
      // 注:必须复写,从而自定义UI操作
      @Override
      protected void onPostExecute(String result) {
     

         ...// UI操作

        }

      // 方法5:onCancelled()
      // 作用:将异步任务设置为:取消状态
      @Override
        protected void onCancelled() {
     
        ...
        }
  }

/**
  * 步骤2:创建AsyncTask子类的实例对象(即 任务实例)
  * 注:AsyncTask子类的实例必须在UI线程中创建
  */
  MyTask mTask = new MyTask();

/**
  * 步骤3:手动调用execute(Params... params) 从而执行异步线程任务
  * 注:
  *    a. 必须在UI线程中调用
  *    b. 同一个AsyncTask实例对象只能执行1次,若执行第2次将会抛出异常
  *    c. 执行任务中,系统会自动调用AsyncTask的一系列方法:onPreExecute() 、doInBackground()、onProgressUpdate() 、onPostExecute() 
  *    d. 不能手动调用上述方法
  */
  mTask.execute()
  • 下面,我将根据上述使用步骤进行源码分析:

步骤1:创建AsyncTask子类
在该步骤中,只需知道 “该类中复写的方法将在后续源码中调用” 即可

步骤2:创建AsyncTask子类的实例对象(即 任务实例)

/**
  * 具体使用
  */
  MyTask mTask = new MyTask();

/**
  * 源码分析:AsyncTask的构造函数
  */
  public AsyncTask() {
     
        // 1. 初始化WorkerRunnable变量 = 一个可存储参数的Callable对象 ->>分析1
        mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
     
            // 在任务执行线程池中回调:THREAD_POOL_EXECUTOR.execute()
            // 下面会详细讲解
            public Result call() throws Exception {
     

                // 添加线程的调用标识
                mTaskInvoked.set(true); 

                Result result = null;
                try {
     
                    // 设置线程的优先级
                    Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
                    
                    // 执行异步操作 = 耗时操作
                    // 即 我们使用过程中复写的耗时任务
                    result = doInBackground(mParams);

                    Binder.flushPendingCommands();
                } catch (Throwable tr) {
     
                    
                    mCancelled.set(true);// 若运行异常,设置取消的标志
                    throw tr;
                } finally {
     
                    
                    // 把异步操作执行的结果发送到主线程
                    // 从而更新UI,下面会详细讲解
                    postResult(result); 
                }
                return result;
            }
        };

        // 2. 初始化FutureTask变量 = 1个FutureTask ->>分析2
        mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {
     

            // done()简介:FutureTask内的Callable执行完后的调用方法
            // 作用:复查任务的调用、将未被调用的任务的结果通过InternalHandler传递到UI线程
            @Override
            protected void done() {
     
                try {
     

                    // 在执行完任务后检查,将没被调用的Result也一并发出 ->>分析3
                    postResultIfNotInvoked(get());

                } catch (InterruptedException e) {
     
                    android.util.Log.w(LOG_TAG, e);
                } catch (ExecutionException e) {
     
                    throw new RuntimeException("An error occurred while executing doInBackground()",
                            e.getCause());
                } catch (CancellationException e) {
     

                    //若 发生异常,则将发出null
                    postResultIfNotInvoked(null);
                }
            }
        };
    }

/**
  * 分析1:WorkerRunnable类的构造函数
  */
  private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {
     
        // 此处的Callable也是任务;
        // 与Runnable的区别:Callable存在返回值 = 其泛型
        Params[] mParams;
    }

/**
  * 分析2:FutureTask类的构造函数
  * 定义:1个包装任务的包装类
  * 注:内部包含Callable 、增加了一些状态标识 & 操作Callable的接口
  */
  public FutureTask(Callable<V> callable) {
     
        if (callable == null)
            throw new NullPointerException();
        this.callable = callable;
        this.state = NEW;      
    }
    // 回到调用原处

/**
  * 分析3:postResultIfNotInvoked()
  */
  private void postResultIfNotInvoked()(Result result) {
     
        // 取得任务标记
        final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();

        // 若任务无被执行,将未被调用的任务的结果通过InternalHandler传递到UI线程
        if (!wasTaskInvoked) {
     
            postResult(result);
        }
    }

总结:

  • 创建了1个WorkerRunnable类 的实例对象 & 复写了call()方法
  • 创建了1个FutureTask类 的实例对象 & 复写了 done()

步骤3:手动调用execute(Params… params)

/**
  * 具体使用
  */
  mTask.execute()/**
  * 源码分析:AsyncTask的execute()
  */
  public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
     

        return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
        // ->>分析1

    }

 /**
  * 分析1:executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params)
  * 参数说明:sDefaultExecutor = 任务队列 线程池类(SerialExecutor)的对象
  */
  public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,Params... params) {
     

        // 1. 判断 AsyncTask 当前的执行状态
        // PENDING = 初始化状态
        if (mStatus != Status.PENDING) {
     
            switch (mStatus) {
     
                case RUNNING:
                    throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
                            + " the task is already running.");
                case FINISHED:
                    throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
                            + " the task has already been executed "
                            + "(a task can be executed only once)");
            }
        }

        // 2. 将AsyncTask状态设置为RUNNING状态
        mStatus = Status.RUNNING;

        // 3. 主线程初始化工作
        onPreExecute();

        // 4. 添加参数到任务中
        mWorker.mParams = params;

        // 5. 执行任务
        // 此处的exec = sDefaultExecutor = 任务队列 线程池类(SerialExecutor)的对象
        // ->>分析2
        exec.execute(mFuture);
        return this;
    }

/**
  * 分析2:exec.execute(mFuture)
  * 说明:属于任务队列 线程池类(SerialExecutor)的方法
  */
  private static class SerialExecutor implements Executor {
     
        // SerialExecutor = 静态内部类
        // 即 是所有实例化的AsyncTask对象公有的

        // SerialExecutor 内部维持了1个双向队列;
        // 容量根据元素数量调节
        final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();
        Runnable mActive;

        // execute()被同步锁synchronized修饰
        // 即说明:通过锁使得该队列保证AsyncTask中的任务是串行执行的
        // 即 多个任务需1个个加到该队列中;然后 执行完队列头部的再执行下一个,以此类推
        public synchronized void execute(final Runnable r) {
     
            // 将实例化后的FutureTask类 的实例对象传入
            // 即相当于:向队列中加入一个新的任务
            mTasks.offer(new Runnable() {
     
                public void run() {
     
                    try {
     
                        r.run();
                    } finally {
     
                        scheduleNext();->>分析3
                    }
                }
            });
            // 若当前无任务执行,则去队列中取出1个执行
            if (mActive == null) {
     
                scheduleNext();
            }
        }
        // 分析3
        protected synchronized void scheduleNext() {
     
            // 1. 取出队列头部任务
            if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {
     

                // 2. 执行取出的队列头部任务
                // 即 调用执行任务线程池类(THREAD_POOL_EXECUTOR)->>继续往下看
                THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
                
            }
        }
    }

总结:

  • 执行任务前,通过 任务队列 线程池类(SerialExecutor)将任务按顺序放入到队列中;
  • 通过同步锁 修饰execute()从而保证AsyncTask中的任务是串行执行的
  • 之后的线程任务执行是 通过任务线程池类(THREAD_POOL_EXECUTOR) 进行的。

继续往下分析:THREAD_POOL_EXECUTOR.execute()

/**
  * 源码分析:THREAD_POOL_EXECUTOR.execute()
  * 说明:
  *     a. THREAD_POOL_EXECUTOR实际上是1个已配置好的可执行并行任务的线程池
  *     b. 调用THREAD_POOL_EXECUTOR.execute()实际上是调用线程池的execute()去执行具体耗时任务
  *     c. 而该耗时任务则是步骤2中初始化WorkerRunnable实例对象时复写的call()
  * 注:下面先看任务执行线程池的线程配置过程,看完后请回到步骤2中的源码分析call()
  */

    // 步骤1:参数设置
        //获得当前CPU的核心数
        private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
        //设置线程池的核心线程数2-4之间,但是取决于CPU核数
        private static final int CORE_POOL_SIZE = Math.max(2, Math.min(CPU_COUNT - 1, 4));
        //设置线程池的最大线程数为 CPU核数*2+1
        private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
        //设置线程池空闲线程存活时间30s
        private static final int KEEP_ALIVE_SECONDS = 30;

        //初始化线程工厂
        private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {
     
            private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);

            public Thread newThread(Runnable r) {
     
                return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());
            }
        };

        //初始化存储任务的队列为LinkedBlockingQueue 最大容量为128
        private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =
                new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);

    // 步骤2: 根据参数配置执行任务线程池,即 THREAD_POOL_EXECUTOR
    public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR;

    static {
     
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
                CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE_SECONDS, TimeUnit.SECONDS,
                sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
        // 设置核心线程池的 超时时间也为30s
        threadPoolExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true);
        THREAD_POOL_EXECUTOR = threadPoolExecutor;
    }

    // 请回到步骤2中的源码分析call()

至此,我们回到步骤2中的源码分析call()

/**
* 步骤2的源码分析:AsyncTask的构造函数
*/
  public AsyncTask() {
     
      // 1. 初始化WorkerRunnable变量 = 一个可存储参数的Callable对象
      mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
     

          public Result call() throws Exception {
     

              // 添加线程的调用标识
              mTaskInvoked.set(true); 

              Result result = null;
              try {
     
                  // 设置线程的优先级
                  Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
                  
                  // 执行异步操作 = 耗时操作
                  // 即 我们使用过程中复写的耗时任务
                  result = doInBackground(mParams);

                  Binder.flushPendingCommands();
              } catch (Throwable tr) {
     
                  
                  mCancelled.set(true);// 若运行异常,设置取消的标志
                  throw tr;
              } finally {
     
                  
                  // 把异步操作执行的结果发送到主线程
                  // 从而更新UI ->>分析1
                  postResult(result); 
              }
              return result;
          }
      };

      .....// 省略
  }
/**
* 分析1:postResult(result)
*/
 private Result postResult(Result result) {
     

      @SuppressWarnings("unchecked")

      // 创建Handler对象 ->> 源自InternalHandler类—>>分析2
      Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
              new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
      // 发送消息到Handler中
      message.sendToTarget();
      return result;

  }


/**
* 分析2:InternalHandler类
*/
  private static class InternalHandler extends Handler {
     

      // 构造函数
      public InternalHandler() {
     
          super(Looper.getMainLooper());
          // 获取的是主线程的Looper()
          // 故 AsyncTask的实例创建 & execute()必须在主线程使用
      }

      @Override
      public void handleMessage(Message msg) {
     

          AsyncTaskResult<?> result = (AsyncTaskResult<?>) msg.obj;

          switch (msg.what) {
     
              // 若收到的消息 = MESSAGE_POST_RESULT
              // 则通过finish() 将结果通过Handler传递到主线程
              case MESSAGE_POST_RESULT:
                  result.mTask.finish(result.mData[0]); ->>分析3
                  break;

              // 若收到的消息 = MESSAGE_POST_PROGRESS
              // 则回调onProgressUpdate()通知主线程更新进度的操作
              case MESSAGE_POST_PROGRESS:
                  result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
                  break;
          }
      }
  }
/**
* 分析3:result.mTask.finish(result.mData[0])
*/
private void finish(Result result) {
     
      // 先判断是否调用了Cancelled()
          // 1. 若调用了则执行我们复写的onCancelled()
          // 即 取消任务时的操作
          if (isCancelled()) {
     
              onCancelled(result);
          } else {
     

          // 2. 若无调用Cancelled(),则执行我们复写的onPostExecute(result)
          // 即更新UI操作
              onPostExecute(result);
          }
          // 注:不管AsyncTask是否被取消,都会将AsyncTask的状态变更为:FINISHED
          mStatus = Status.FINISHED;
      }

总结

  • 任务线程池类(THREAD_POOL_EXECUTOR)实际上是1个已配置好的可执行并行任务的线程池
  • 调用THREAD_POOL_EXECUTOR.execute()实际上是调用线程池的execute()去执行具体耗时任务
  • 而该耗时任务则是步骤2中初始化 WorkerRunnable实例对象时复写的call()内容
  • 在call()方法里,先调用 我们复写的doInBackground(mParams)执行耗时操作
  • 再调用postResult(result), 通过 InternalHandler 类 将任务消息传递到主线程;根据消息标识(MESSAGE_POST_RESULT)判断,最终通过finish()调用我们复写的onPostExecute(result),从而实现UI更新操作

至此,关于AsyncTask的源码 分析完毕,附上一份最终总结:
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第38张图片
总结
本文介绍了多线程中的AsyncTask的 工作原理 & 源码分析,总结如下:
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第39张图片
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第40张图片

2 HandlerThread
2.1 简介

全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第41张图片

2.2 使用步骤
  • HandlerThread的本质:继承Thread类 & 封装Handler类
  • HandlerThread的使用步骤分为5步
// 步骤1:创建HandlerThread实例对象
// 传入参数 = 线程名字,作用 = 标记该线程
   HandlerThread mHandlerThread = new HandlerThread("handlerThread");

// 步骤2:启动线程
   mHandlerThread.start();

// 步骤3:创建工作线程Handler & 复写handleMessage()
// 作用:关联HandlerThread的Looper对象、实现消息处理操作 & 与其他线程进行通信
// 注:消息处理操作(HandlerMessage())的执行线程 = mHandlerThread所创建的工作线程中执行
  Handler workHandler = new Handler( handlerThread.getLooper() ) {
     
            @Override
            public boolean handleMessage(Message msg) {
     
                ...//消息处理
                return true;
            }
        });

// 步骤4:使用工作线程Handler向工作线程的消息队列发送消息
// 在工作线程中,当消息循环时取出对应消息 & 在工作线程执行相关操作
  // a. 定义要发送的消息
  Message msg = Message.obtain();
  msg.what = 2; //消息的标识
  msg.obj = "B"; // 消息的存放
  // b. 通过Handler发送消息到其绑定的消息队列
  workHandler.sendMessage(msg);

// 步骤5:结束线程,即停止线程的消息循环
  mHandlerThread.quit();
2.3 实例讲解

下面,我将用一个实例讲解HandlerThread该如何使用

2.3.1 实例说明

  • 点击按钮实现延迟操作
  • 最终更新UI组件

2.3.2 具体实现

  • 主布局文件:activity_main.xml
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout 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:gravity="center"
    tools:context="com.example.carson_ho.handler_learning.MainActivity">


    <TextView
        android:id="@+id/text1"
        android:layout_centerInParent="true"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="测试结果" />

    <Button
        android:id="@+id/button1"
        android:layout_centerInParent="true"
        android:layout_below="@+id/text1"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="点击延迟1s + 显示我爱学习"/>

    <Button
        android:id="@+id/button2"
        android:layout_centerInParent="true"
        android:layout_below="@+id/button1"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="点击延迟3s + 显示我不爱学习"/>

    <Button
        android:id="@+id/button3"
        android:layout_centerInParent="true"
        android:layout_below="@+id/button2"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="结束线程的消息循环"/>
</RelativeLayout>
  • 主代码文件:MainActivity.java
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
     

    Handler mainHandler,workHandler;
    HandlerThread mHandlerThread;
    TextView text;
    Button button1,button2,button3;

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

        // 显示文本
        text = (TextView) findViewById(R.id.text1);

        // 创建与主线程关联的Handler
        mainHandler = new Handler();

        /**
          * 步骤1:创建HandlerThread实例对象
          * 传入参数 = 线程名字,作用 = 标记该线程
          */
        mHandlerThread = new HandlerThread("handlerThread");

        /**
         * 步骤2:启动线程
         */
        mHandlerThread.start();

        /**
         * 步骤3:创建工作线程Handler & 复写handleMessage()
         * 作用:关联HandlerThread的Looper对象、实现消息处理操作 & 与其他线程进行通信
         * 注:消息处理操作(HandlerMessage())的执行线程 = mHandlerThread所创建的工作线程中执行
         */

        workHandler = new Handler(mHandlerThread.getLooper()){
     
            @Override
            // 消息处理的操作
            public void handleMessage(Message msg)
            {
     
                //设置了两种消息处理操作,通过msg来进行识别
                switch(msg.what){
     
                    // 消息1
                    case 1:
                        try {
     
                            //延时操作
                            Thread.sleep(1000);
                        } catch (InterruptedException e) {
     
                            e.printStackTrace();
                        }
                        // 通过主线程Handler.post方法进行在主线程的UI更新操作
                        mainHandler.post(new Runnable() {
     
                            @Override
                            public void run () {
     
                                text.setText("我爱学习");
                            }
                        });
                        break;

                    // 消息2
                    case 2:
                        try {
     
                            Thread.sleep(3000);
                        } catch (InterruptedException e) {
     
                            e.printStackTrace();
                        }
                        mainHandler.post(new Runnable() {
     
                            @Override
                            public void run () {
     
                                text.setText("我不喜欢学习");
                            }
                        });
                        break;
                    default:
                        break;
                }
            }
        };

        /**
         * 步骤4:使用工作线程Handler向工作线程的消息队列发送消息
         * 在工作线程中,当消息循环时取出对应消息 & 在工作线程执行相关操作
         */
        // 点击Button1
        button1 = (Button) findViewById(R.id.button1);
        button1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
     
            @Override
            public void onClick(View v) {
     

                // 通过sendMessage()发送
                // a. 定义要发送的消息
                Message msg = Message.obtain();
                msg.what = 1; //消息的标识
                msg.obj = "A"; // 消息的存放
                // b. 通过Handler发送消息到其绑定的消息队列
                workHandler.sendMessage(msg);
            }
        });

        // 点击Button2
        button2 = (Button) findViewById(R.id.button2);
        button2.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
     
            @Override
            public void onClick(View v) {
     

                // 通过sendMessage()发送
                // a. 定义要发送的消息
                Message msg = Message.obtain();
                msg.what = 2; //消息的标识
                msg.obj = "B"; // 消息的存放
                // b. 通过Handler发送消息到其绑定的消息队列
                workHandler.sendMessage(msg);
            }
        });

        // 点击Button3
        // 作用:退出消息循环
        button3 = (Button) findViewById(R.id.button3);
        button3.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
     
            @Override
            public void onClick(View v) {
     
                mHandlerThread.quit();
            }
        });

    }
    
}
2.4 特别注意点

在HandlerThread中,有2个问题需注意的:内存泄漏 & 连续发送消息

2.4.1 内存泄露

  • 在上面的例子中,出现了严重的警告:
In Android, Handler classes should be static or leaks might occur.

即造成了严重的内存泄漏
2.4.2 连续发送消息

  • 当你连续点击3下时,发现并无按照最新点击的按钮操作显示,而是按顺序的一个个显示出来
  • 原因:使用HandlerThread时只是开了一个工作线程,当你点击了n下后,只是将n个消息发送到消息队列MessageQueue里排队,等候派发消息给Handler再进行对应的操作
2.5 工作原理

内部原理 = Thread类 + Handler类机制,即:

  • 通过继承Thread类,快速地创建1个带有Looper对象的新工作线程
  • 通过封装Handler类,快速创建Handler & 与其他线程进行通信
2.6 源码分析

本次源码分析将根据 HandlerThread的使用步骤讲解

HandlerThread的使用步骤有5个:

// 步骤1:创建HandlerThread实例对象
// 传入参数 = 线程名字,作用 = 标记该线程
   HandlerThread mHandlerThread = new HandlerThread("handlerThread");

// 步骤2:启动线程
   mHandlerThread.start();

// 步骤3:创建工作线程Handler & 复写handleMessage()
// 作用:关联HandlerThread的Looper对象、实现消息处理操作 & 与其他线程进行通信
// 注:消息处理操作(HandlerMessage())的执行线程 = mHandlerThread所创建的工作线程中执行
  Handler workHandler = new Handler( handlerThread.getLooper() ) {
     
            @Override
            public boolean handleMessage(Message msg) {
     
                ...//消息处理
                return true;
            }
        });

// 步骤4:使用工作线程Handler向工作线程的消息队列发送消息
// 在工作线程中,当消息循环时取出对应消息 & 在工作线程执行相关操作
  // a. 定义要发送的消息
  Message msg = Message.obtain();
  msg.what = 2; //消息的标识
  msg.obj = "B"; // 消息的存放
  // b. 通过Handler发送消息到其绑定的消息队列
  workHandler.sendMessage(msg);

// 步骤5:结束线程,即停止线程的消息循环
  mHandlerThread.quit();

下面,我将根据上述使用步骤进行源码分析

步骤1:创建HandlerThread的实例对象

/**
  * 具体使用
  * 传入参数 = 线程名字,作用 = 标记该线程
  */ 
   HandlerThread mHandlerThread = new HandlerThread("handlerThread");

/**
  * 源码分析:HandlerThread类的构造方法
  */ 
    public class HandlerThread extends Thread {
     
    // 继承自Thread类
        
        int mPriority; // 线程优先级
        int mTid = -1; // 当前线程id
        Looper mLooper; // 当前线程持有的Looper对象

       // HandlerThread类有2个构造方法
       // 区别在于:设置当前线程的优先级参数,即可自定义设置 or 使用默认优先级

            // 方式1. 默认优先级
            public HandlerThread(String name) {
     
                // 通过调用父类默认的方法创建线程
                super(name);
                mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;
            }
          
            // 方法2. 自定义设置优先级
            public HandlerThread(String name, int priority) {
     
                super(name);
                mPriority = priority;
            }
            ...
     }

总结

  • HandlerThread类继承自Thread类
  • 创建HandlerThread类对象 = 创建Thread类对象 + 设置线程优先级 = 新开1个工作线程 + 设置线程优先级

步骤2:启动线程

/**
  * 具体使用
  */ 
   mHandlerThread.start();

/**
  * 源码分析:此处调用的是父类(Thread类)的start(),最终回调HandlerThread的run()
  */ 
  @Override
    public void run() {
     
        // 1. 获得当前线程的id
        mTid = Process.myTid();

        // 2. 创建1个Looper对象 & MessageQueue对象
        Looper.prepare();

        // 3. 通过持有锁机制来获得当前线程的Looper对象
        synchronized (this) {
     
            mLooper = Looper.myLooper();
           
            // 发出通知:当前线程已经创建mLooper对象成功
            // 此处主要是通知getLooper()中的wait()
            notifyAll();
            
            // 此处使用持有锁机制 + notifyAll() 是为了保证后面获得Looper对象前就已创建好Looper对象
        }

        // 4. 设置当前线程的优先级
        Process.setThreadPriority(mPriority);

        // 5. 在线程循环前做一些准备工作 ->>分析1
        // 该方法实现体是空的,子类可实现 / 不实现该方法
        onLooperPrepared();

        // 6. 进行消息循环,即不断从MessageQueue中取消息 & 派发消息
        Looper.loop();

        mTid = -1;
    }
}

/**
  * 分析1:onLooperPrepared();
  * 说明:该方法实现体是空的,子类可实现 / 不实现该方法
  */ 
    protected void onLooperPrepared() {
     

    }

总结

  • 为当前工作线程(即步骤1创建的线程)创建1个Looper对象 & MessageQueue对象
  • 通过持有锁机制来获得当前线程的Looper对象
  • 发出通知:当前线程已经创建mLooper对象成功
  • 工作线程进行消息循环,即不断从MessageQueue中取消息 & 派发消息

步骤3:创建工作线程Handler & 复写handleMessage()

/**
  * 具体使用
  * 作用:将Handler关联HandlerThread的Looper对象、实现消息处理操作 & 与其他线程进行通信
  * 注:消息处理操作(HandlerMessage())的执行线程 = mHandlerThread所创建的工作线程中执行
  */ 
   Handler workHandler = new Handler( handlerThread.getLooper() ) {
     
            @Override
            public boolean handleMessage(Message msg) {
     
                ...//消息处理
                return true;
            }
        });

/**
  * 源码分析:handlerThread.getLooper()
  * 作用:获得当前HandlerThread线程中的Looper对象
  */ 
    public Looper getLooper() {
     
        // 若线程不是存活的,则直接返回null
        if (!isAlive()) {
     
            return null;
        } 
        // 若当前线程存活,再判断线程的成员变量mLooper是否为null
        // 直到线程创建完Looper对象后才能获得Looper对象,若Looper对象未创建成功,则阻塞
        synchronized (this) {
     
  
      
            while (isAlive() && mLooper == null) {
     
                try {
     
                    // 此处会调用wait方法去等待
                    wait();
                } catch (InterruptedException e) {
     
                }
            }
        }
        // 上述步骤run()使用 持有锁机制 + notifyAll()  获得Looper对象后
        // 则通知当前线程的wait()结束等待 & 跳出循环
        // 最终getLooper()返回的是在run()中创建的mLooper对象
        return mLooper;
    }

总结

  • 在获得HandlerThread工作线程的Looper对象时存在一个同步的问题:只有当线程创建成功 & 其对应的Looper对象也创建成功后才能获得Looper的值,才能将创建的Handler 与
    工作线程的Looper对象绑定,从而将Handler绑定工作线程
  • 解决方案:即保证同步的解决方案 = 同步锁、wait() 和 notifyAll(),即 在run()中成功创建Looper对象后,立即调用notifyAll()通知 getLooper()中的wait()结束等待 &
    返回run()中成功创建的Looper对象,使得Handler与该Looper对象绑定

步骤4:使用工作线程Handler向工作线程的消息队列发送消息

/**
  * 具体使用
  * 作用:在工作线程中,当消息循环时取出对应消息 & 在工作线程执行相关操作
  * 注:消息处理操作(HandlerMessage())的执行线程 = mHandlerThread所创建的工作线程中执行
  */ 
  // a. 定义要发送的消息
  Message msg = Message.obtain();
  msg.what = 2; //消息的标识
  msg.obj = "B"; // 消息的存放
  // b. 通过Handler发送消息到其绑定的消息队列
  workHandler.sendMessage(msg);

/**
  * 源码分析:workHandler.sendMessage(msg)
  * 此处的源码即Handler的源码,故不作过多描述
  */ 

步骤5:结束线程,即停止线程的消息循环

/**
  * 具体使用
  */ 
  mHandlerThread.quit();

/**
  * 源码分析:mHandlerThread.quit()
  * 说明:
  *     a. 该方法属于HandlerThread类
  *     b. HandlerThread有2种让当前线程退出消息循环的方法:quit() 、quitSafely()
  */ 
    
  // 方式1:quit() 
  // 特点:效率高,但线程不安全
  public boolean quit() {
     
        Looper looper = getLooper();
        if (looper != null) {
     
            looper.quit(); 
            return true;
        }
        return false;
    }

  // 方式2:quitSafely()
  // 特点:效率低,但线程安全
  public boolean quitSafely() {
     
        Looper looper = getLooper();
        if (looper != null) {
     
            looper.quitSafely();
            return true;
        }
        return false;
    }

  // 注:上述2个方法最终都会调用MessageQueue.quit(boolean safe)->>分析1

/**
  * 分析1:MessageQueue.quit(boolean safe)
  */ 
    void quit(boolean safe) {
     
        if (!mQuitAllowed) {
     
            throw new IllegalStateException("Main thread not allowed to quit.");
        }
        synchronized (this) {
     
            if (mQuitting) {
     
                return;
            }
            mQuitting = true;

            
            if (safe) {
     
                removeAllFutureMessagesLocked(); // 方式1(不安全)会调用该方法 ->>分析2
            } else {
     
                removeAllMessagesLocked(); // 方式2(安全)会调用该方法 ->>分析3
            }
            // We can assume mPtr != 0 because mQuitting was previously false.
            nativeWake(mPtr);
        }
    }
/**
  * 分析2:removeAllMessagesLocked()
  * 原理:遍历Message链表、移除所有信息的回调 & 重置为null
  */ 
  private void removeAllMessagesLocked() {
     
    Message p = mMessages;
    while (p != null) {
     
        Message n = p.next;
        p.recycleUnchecked();
        p = n;
    }
    mMessages = null;
}
/**
  * 分析3:removeAllFutureMessagesLocked() 
  * 原理:先判断当前消息队列是否正在处理消息
  *      a. 若不是,则类似分析2移除消息
  *      b. 若是,则等待该消息处理处理完毕再使用分析2中的方式移除消息退出循环
  * 结论:退出方法安全与否(quitSafe() 或 quit()),在于该方法移除消息、退出循环时是否在意当前队列是否正在处理消息
  */ 
  private void removeAllFutureMessagesLocked() {
     

    final long now = SystemClock.uptimeMillis();
    Message p = mMessages;

    if (p != null) {
     
        // 判断当前消息队列是否正在处理消息
        // a. 若不是,则直接移除所有回调
        if (p.when > now) {
     
            removeAllMessagesLocked();
        } else {
     
        // b. 若是正在处理,则等待该消息处理处理完毕再退出该循环
            Message n;
            for (;;) {
     
                n = p.next;
                if (n == null) {
     
                    return;
                }
                if (n.when > now) {
     
                    break;
                }
                p = n;
            }
            p.next = null;
            do {
     
                p = n;
                n = p.next;
                p.recycleUnchecked();
            } while (n != null);
        }
    }
}

至此,关于HandlerThread源码的分析完毕。

总结

本文全面分析了多线程中HandlerThread的源码,总结如下:
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第42张图片

3.IntentService
3.1 定义

Android里的一个封装类,继承四大组件之一的Service

3.2 作用

处理异步请求 & 实现多线程

3.3 使用场景

线程任务 需 按顺序、在后台执行

  • 最常见的场景:离线下载
  • 不符合多个数据同时请求的场景:所有的任务都在同一个Thread looper里执行
3.4 使用步骤

步骤1:定义 IntentService的子类,需复写onHandleIntent()方法
步骤2:在Manifest.xml中注册服务
步骤3:在Activity中开启Service服务

3.5 实例讲解

步骤1:定义 IntentService的子类
传入线程名称、复写onHandleIntent()方法

public class myIntentService extends IntentService {
     

  /** 
    * 在构造函数中传入线程名字
    **/  
    public myIntentService() {
     
        // 调用父类的构造函数
        // 参数 = 工作线程的名字
        super("myIntentService");
    }

   /** 
     * 复写onHandleIntent()方法
     * 根据 Intent实现 耗时任务 操作
     **/  
    @Override
    protected void onHandleIntent(Intent intent) {
     

        // 根据 Intent的不同,进行不同的事务处理
        String taskName = intent.getExtras().getString("taskName");
        switch (taskName) {
     
            case "task1":
                Log.i("myIntentService", "do task1");
                break;
            case "task2":
                Log.i("myIntentService", "do task2");
                break;
            default:
                break;
        }
    }

    @Override
    public void onCreate() {
     
        Log.i("myIntentService", "onCreate");
        super.onCreate();
    }
   /** 
     * 复写onStartCommand()方法
     * 默认实现 = 将请求的Intent添加到工作队列里
     **/  
    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
     
        Log.i("myIntentService", "onStartCommand");
        return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
     
        Log.i("myIntentService", "onDestroy");
        super.onDestroy();
    }
}

步骤2:在Manifest.xml中注册服务

<service android:name=".myIntentService">
            <intent-filter >
                <action android:name="cn.scu.finch"/>
            </intent-filter>
        </service>

步骤3:在Activity中开启Service服务

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
     

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

            // 同一服务只会开启1个工作线程
            // 在onHandleIntent()函数里,依次处理传入的Intent请求
            // 将请求通过Bundle对象传入到Intent,再传入到服务里

            // 请求1
            Intent i = new Intent("cn.scu.finch");
            Bundle bundle = new Bundle();
            bundle.putString("taskName", "task1");
            i.putExtras(bundle);
            startService(i);

            // 请求2
            Intent i2 = new Intent("cn.scu.finch");
            Bundle bundle2 = new Bundle();
            bundle2.putString("taskName", "task2");
            i2.putExtras(bundle2);
            startService(i2);

            startService(i);  //多次启动
        }
    }

测试结果
全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第43张图片

3.6 对比

此处主要讲解IntentService与四大组件Service、普通线程的区别。

3.6.1 与Service的区别

全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第44张图片
示意图

3.6.2 与其他线程的区别

全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第45张图片

3.7 工作原理
3.7.1 流程示意图

IntentService的工作原理 & 源码工作流程如下:

全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第46张图片

3.7.2 特别注意

若启动IntentService 多次,那么 每个耗时操作 则 以队列的方式 在 IntentService的 onHandleIntent回调方法中依次执行,执行完自动结束

接下来,我们将通过 源码分析 解决以下问题:

  • IntentService 如何单独开启1个新的工作线程
  • IntentService 如何通过onStartCommand() 将Intent 传递给服务 & 依次插入到工作队列中
3.8 源码分析

问题1:IntentService如何单独开启1个新的工作线程

  • 主要分析内容 = IntentService源码中的 onCreate()方法
@Override
public void onCreate() {
     
    super.onCreate();
    
    // 1. 通过实例化andlerThread新建线程 & 启动;故 使用IntentService时,不需额外新建线程
    // HandlerThread继承自Thread,内部封装了 Looper
    HandlerThread thread = new HandlerThread("IntentService[" + mName + "]");
    thread.start();
  
    // 2. 获得工作线程的 Looper & 维护自己的工作队列
    mServiceLooper = thread.getLooper();

    // 3. 新建mServiceHandler & 绑定上述获得Looper
    // 新建的Handler 属于工作线程 ->>分析1
    mServiceHandler = new ServiceHandler(mServiceLooper); 
}


   /** 
     * 分析1:ServiceHandler源码分析
     **/ 
     private final class ServiceHandler extends Handler {
     

         // 构造函数
         public ServiceHandler(Looper looper) {
     
         super(looper);
       }

        // IntentService的handleMessage()把接收的消息交给onHandleIntent()处理
        @Override
         public void handleMessage(Message msg) {
     
  
          // onHandleIntent 方法在工作线程中执行
          // onHandleIntent() = 抽象方法,使用时需重写 ->>分析2
          onHandleIntent((Intent)msg.obj);
          // 执行完调用 stopSelf() 结束服务
          stopSelf(msg.arg1);

    }
}

   /** 
     * 分析2: onHandleIntent()源码分析
     * onHandleIntent() = 抽象方法,使用时需重写
     **/ 
      @WorkerThread
      protected abstract void onHandleIntent(Intent intent);
问题2:IntentService 如何通过onStartCommand() 将Intent 传递给服务 & 依次插入到工作队列中

/** 
  * onStartCommand()源码分析
  * onHandleIntent() = 抽象方法,使用时需重写
  **/ 
  public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
     

    // 调用onStart()->>分析1
    onStart(intent, startId);
    return mRedelivery ? START_REDELIVER_INTENT : START_NOT_STICKY;
}

/** 
  * 分析1:onStart(intent, startId)
  **/ 
  public void onStart(Intent intent, int startId) {
     

    // 1. 获得ServiceHandler消息的引用
    Message msg = mServiceHandler.obtainMessage();
    msg.arg1 = startId;

    // 2. 把 Intent参数 包装到 message 的 obj 发送消息中,
    //这里的Intent  = 启动服务时startService(Intent) 里传入的 Intent
    msg.obj = intent;

    // 3. 发送消息,即 添加到消息队列里
    mServiceHandler.sendMessage(msg);
}

至此,关于IntentService的源码分析讲解完毕。

3.9 源码总结

从上面源码可看出:IntentService本质 = Handler + HandlerThread:

  • 通过HandlerThread 单独开启1个工作线程:IntentService
  • 创建1个内部 Handler :ServiceHandler
  • 绑定 ServiceHandler 与 IntentService
  • 通过 onStartCommand() 传递服务intent 到ServiceHandler 、依次插入Intent到工作队列中 & 逐个发送给 onHandleIntent()
  • 通过onHandleIntent() 依次处理所有Intent对象所对应的任务
  • 因此我们通过复写onHandleIntent() & 在里面 根据Intent的不同进行不同线程操作 即可
3.10 注意事项

此处,有两个注意事项需要关注的:

  • 工作任务队列 = 顺序执行
  • 不建议通过 bindService() 启动 IntentService

注意事项1:工作任务队列 = 顺序执行

即 若一个任务正在IntentService中执行,此时你再发送1个新的任务请求,这个新的任务会一直等待直到前面一个任务执行完毕后才开始执行

原因:

  • 由于onCreate()只会调用一次 = 只会创建1个工作线程;
  • 当多次调用 startService(Intent)时(即 onStartCommand()也会调用多次),其实不会创建新的工作线程,只是把消息加入消息队列中 & 等待执行。 所以,多次启动 IntentService 会按顺序执行事件
  • 若服务停止,则会清除消息队列中的消息,后续的事件不执行

注意事项2:不建议通过 bindService() 启动 IntentService
原因:

// 在IntentService中,onBind()`默认返回null
@Override
public IBinder onBind(Intent intent) {
     
    return null;
}
  • 采用 bindService()启动 IntentService的生命周期如下:
onCreate() ->> onBind() ->> onunbind()->> onDestory()
  • 即,并不会调用onStart() 或 onStartcommand(),故不会将消息发送到消息队列,那么onHandleIntent()将不会回调,即无法实现多线程的操作,此时,你应该使用Service,而不是IntentService

三、 高级使用

Android多线程的高级使用主要是线程池(ThreadPool)。

1. 简介

全面详解Android实现多线程的几种方式(史上最全,最详细)_第47张图片
示意图

2. 具体使用 & 工作原理

具体参考Android线程池使用及其原理

以上就是多线程实现的方式,参考https://juejin.im/post/5d12c1c66fb9a07ee30e2821

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