Android handler机制

本文只供自己学习使用

handler使用的两种方式

方式一

    
    public TextView mTextView;
    public Handler mHandler;
    //步骤一:新建handler子类继承Handler 重写handler的handleMessage()方法
    class Mhandler extends Handler{
    //在重写的handleMessage()方法中,确定对应的Ui更新
    @Override
     Public void handleMessage(Message msg){
          //跟进不同线程发过来的数据,执行不同的UI线程
          //使用Message中的what属性,表示不同消息
          switch(msg.what){
              case 1: 
                mTextView.setText(“执行线程1”)   break;

              case 2:
                       mTextView.setText(“执行线程2”)   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();
    }
}

方式二

使用匿名内部类:

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();

    }

}

方式三

使用Handler.post()

   
   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();

   }

}

Handler机制的原理解析

image.png

image.png
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)
image.png

Handler体系类图

image.png

对应的方法解释

image.png

handler机制源码分析

handler构造器源码分析

/** 
 * 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
   }

Looper对象的产生

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

/** 
  * 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

        }
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
      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
      在子线程若不手动创建Looper对象 则无法生成Handler

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。

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
   } 
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:
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()
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)
image.png

Message源码分析

/** 
  * 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();

    }
image.png
/** 
  * 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
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:
image.png
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image.png

使用handler.Pose()

/** 
  * 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()
               * 后续与sendMessage()一样
               **/
               public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
                {
                    if (delayMillis < 0) {
                        delayMillis = 0;
                    }

                    return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
                 
                }





/** 
  * 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()
    }
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