Android源码学习-Handler源码浅析

介绍

Handler主要用于异步消息的处理。比如在安卓中我们可以通过Handler将消息从子线程发送到主线程中来更新UI。如下便是handler在子线程中延迟2s发送一个消息，然后再发送一个没有延迟的消息，接收这些消息的handleMessage方法运行在主线程中，在收到消息后就可以更新界面了，界面上就会依次显示"这是message2哦"，"这是message1哦"。

final Handler handler = new Handler(){
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        super.handleMessage(msg);
        String text = (String) msg.obj;
        tvTest.setText(text);
    }
};

new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        Message message1 = Message.obtain();
        message1.obj = "这是message1哦";

        Message message2 = Message.obtain();
        message2.obj = "这是message2哦";

        handler.sendMessageDelayed(message1,2000);
        handler.sendMessage(message2);
    }
}).start();

源码分析

Handler的使用简单来说，可以分为实例化Handler对象，Handler发送消息以及handleMessage接收消息的过程，这里从Handler的实例化开始分析学习。

Handler的实例化

Handler的构造方法

public Handler() {
    this(null, false);
}

转而调用两个参数的构造

public Handler(Callback callback, boolean async) {
   //...
    mLooper = Looper.myLooper();
    if (mLooper == null) {
        throw new RuntimeException(
            "Can't create handler inside thread " + Thread.currentThread()
                    + " that has not called Looper.prepare()");
    }
    mQueue = mLooper.mQueue;
    mCallback = callback;
    mAsynchronous = async;
}

这里进行了一些赋值操作。主要是获取当前线程的Looper对象，然后初始化了MessageQueue对象。

Handler发送消息

调用sendMessageDelayed

public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
    if (delayMillis < 0) {
        delayMillis = 0;
    }
    return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}

如果调用sendMessage方法，也会转而调用这个方法，只是将延迟时间置为0。调用sendMessageAtTime

public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
    MessageQueue queue = mQueue;
    if (queue == null) {
        RuntimeException e = new RuntimeException(
                this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
        Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
        return false;
    }
    return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}

对局部变量queue进行了赋值，判断为空的话抛出异常，调用enqueueMessage方法

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
    msg.target = this;
    if (mAsynchronous) {
        msg.setAsynchronous(true);
    }
    return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}

这里指定msg的target为当前handler对象，将msg消息传入queue消息队列的enqueueMessage方法

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
    //省略空判断，抛异常代码
    synchronized (this) {
        //省略状态判断，抛异常代码
        msg.markInUse();
        msg.when = when;
        Message p = mMessages;
        boolean needWake;
        if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
            // New head, wake up the event queue if blocked.
            msg.next = p;
            mMessages = msg;
            needWake = mBlocked;
        } else {
            // Inserted within the middle of the queue.  Usually we don't have to wake
            // up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
            // and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
            needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
            Message prev;
            for (;;) {
                prev = p;
                p = p.next;
                if (p == null || when < p.when) {
                    break;
                }
                if (needWake && p.isAsynchronous()) {
                    needWake = false;
                }
            }
            msg.next = p; // invariant: p == prev.next
            prev.next = msg;
        }

        // We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
        if (needWake) {
            nativeWake(mPtr);
        }
    }
    return true;
}

该方法负责处理传入的消息。消息队列是链表的结构，这里根据传入msg的when延迟时间按从小到大对消息队列进行了排序。

发送消息的过程，是对msg消息对象进行了入队并且按照延迟时间进行排序的操作，就形成了一个链表。

消息的循环

消息的循环是通过Looper消息轮询器调用Looper.loop()进行的，那就看一下loop方法

public static void loop() {
    final Looper me = myLooper();
    //省略部分判空，抛异常代码
    final MessageQueue queue = me.mQueue;
        //...
    for (;;) {
        Message msg = queue.next(); // might block
        if (msg == null) {
            // No message indicates that the message queue is quitting.
            return;
        }
        //省略部分log打印代码
        try {
            msg.target.dispatchMessage(msg);
            dispatchEnd = needEndTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
        } 
        //省略部分log打印代码
        msg.recycleUnchecked();
    }
}

首先获取到looper和queue对象，然后进入一个for循环，在该循环中不断遍历取出消息队列中的消息对象，并调用dispatchMessage进行消息的分发。这个target对象在enqueueMessage中赋值为当前handler，所以就是调用handler的dispatchMessage方法

public void dispatchMessage(Message msg) {
    if (msg.callback != null) {
        handleCallback(msg);
    } else {
        if (mCallback != null) {
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                return;
            }
        }
        handleMessage(msg);
    }
}

msg.callback是一个Runnable对象，如果初始化Message时指定了，则会调用它的run方法执行该Runnable。mCallback是一个CallBack对象，如果在初始化Handler时指定了，则会调用它的handleMessage方法。否则会调用handleMessage

public void handleMessage(Message msg) {
}

这个handleMessage为空实现，最后由我们自己复写来实现具体处理逻辑。而这个方法执行在创建Handler时使用的Looper中执行，这样就代码代码逻辑切换到指定线程中执行了。

消息的回收和复用

在Looper.loop方法最后，执行了消息的回收

msg.recycleUnchecked();

调用recycleUnchecked

void recycleUnchecked() {
    // Mark the message as in use while it remains in the recycled object pool.
    // Clear out all other details.
    flags = FLAG_IN_USE;
    what = 0;
    arg1 = 0;
    arg2 = 0;
    obj = null;
    replyTo = null;
    sendingUid = -1;
    when = 0;
    target = null;
    callback = null;
    data = null;

    synchronized (sPoolSync) {
        if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) {
            next = sPool;
            sPool = this;
            sPoolSize++;
        }
    }
}

将消息的各个属性置为空，然后将该消息存入链表中以便复用，其中MAX_POOL_SIZE值为50。

当我们调用obtain方法获取一个消息时，便可能会复用一个消息

public static Message obtain() {
    synchronized (sPoolSync) {
        if (sPool != null) {
            Message m = sPool;
            sPool = m.next;
            m.next = null;
            m.flags = 0; // clear in-use flag
            sPoolSize--;
            return m;
        }
    }
    return new Message();
}

获取消息时首会判断sPool当前消息如果不为空的话，就会从链表中取消息返回。否则则会创建一个新的Message对象返回。这样就完成了，Handler发送消息，Looper轮询消息，处理消息，以及回收复用消息的一系列操作。