HandlerThread 使用及其源码完全解析

关联篇：深入Android的消息机制源码详解－Handler,MessageQueue与Looper关系

关联篇：Handler内存泄漏及其解决方案

本篇我们将来给大家介绍HandlerThread这个类，以前我们在使用线程执行一个耗时任务时总会new一个Thread的线程去跑，当任务执行完后，线程就会自动被销毁掉，如果又由新的任务，我们又得新建线程.....我们假设这样的一个情景，我们通过listview去加载图文列表，当我们往下滑动时，这时需要不断去请求网络资源，也就是需要不断开线程去加载网络资源，如果每次都new一个Thread，这显然是不合理的，那么该怎么办呢？相信大家都应该用过图片加载框架ImageLoader,其实ImageLoader内部就是通过Handler+Looper+Thread来实现的，内部维持一个线程池，通过Handler+Looper＋Thread构建循环线程，每次有任务就取出其中的任务放到线程池去执行，没有就一直处于等待状态，直到有新任务被投放进来，如果任务过多就加入等待队列，直到其中一个线程执行完毕就从等待队列获取下一个执行的任务，这样就可以避免过多创建Thread所造成的资源消耗。当然Handler+Looper+Thread的实现方式并不是本篇的讨论重点，我们要讨论的是其实现替代者－HandlerThread,继承自Thread，本质是Thread,它与普通Thread的差别就在于，它有个Looper成员变量。其内部就是通过Thread+Looper来实现的，说白了HandlerThread就是Android已经封装好的一个拥有自己looper的线程，我们可以利用它执行一些耗时任务。我们先来看看HandlerThread的使用步骤并提供给大家一个使用案例：

一.HandlerThread的使用步骤

1.创建实例对象

HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("downloadImage");

参数的作用主要是标记当前线程的名字， 可以任意字符串 。

2.启动HandlerThread线程

//必须先开启线程
  handlerThread.start();

到此，我们就构建完一个循环线程。那么我们怎么将一个耗时的异步任务投放到HandlerThread线程中去执行呢？接下来看下面步骤：

3.构建循环消息处理机制

  /**
     * 该callback运行于子线程
     */
    class ChildCallback implements Handler.Callback {
        @Override
        public boolean handleMessage(Message msg) {
            //在子线程中进行相应的网络请求
        
            //通知主线程去更新UI
            mUIHandler.sendMessage(msg1);
            return false;
        }
    }

构建异步handler

//子线程Handler
Handler childHandler = new Handler(handlerThread.getLooper(),new ChildCallback());

第3步是构建一个可以用于异步操作的handler，并将前面创建的HandlerThread的Looper对象和Callback接口类作为参数传递给当前的handler，这样当前的异步handler就拥有了HandlerThread的Looper对象，而其中的 handlerMessage方法来处理耗时任务， Looper+Handler+MessageQueue+Thread异步循环机制构建完成。下面我们来看一个使用案例

二.HandlerThread的使用案例

package com.zejian.handlerlooper;
import android.app.Activity;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.HandlerThread;
import android.os.Message;
import android.widget.ImageView;
import com.zejian.handlerlooper.model.ImageModel;
import com.zejian.handlerlooper.util.LogUtils;
import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;
/**
 * Created by zejian on 16/3/5.
 */
public class HandlerThreadActivity extends Activity {
    /**
     * 图片地址集合,图片来自网络.
     */
    private String url[]={
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383299_1976.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383291_6518.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383291_8239.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383290_9329.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383290_1042.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383275_3977.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383265_8550.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383264_3954.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383264_4787.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383264_8243.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383248_3693.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383243_5120.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383242_3127.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383242_9576.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383242_1721.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383219_5806.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383214_7794.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383213_4418.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383213_3557.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383210_8779.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383172_4577.jpg"
    };
    private ImageView imageView;
    private Handler mUIHandler = new Handler(){
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            LogUtils.e("次数:"+msg.what);
            ImageModel model = (ImageModel) msg.obj;
            imageView.setImageBitmap(model.bitmap);
        }
    };
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_handler_thread);
        imageView= (ImageView) findViewById(R.id.image);
        //创建异步HandlerThread
        HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("downloadImage");
        //必须先开启线程
        handlerThread.start();
        //子线程Handler
        Handler childHandler = new Handler(handlerThread.getLooper(),new ChildCallback());
        for(int i=0;i<10;i++){
            //每个1秒去更新图片
            childHandler.sendEmptyMessageDelayed(i,1000*i);
        }
    }
    /**
     * 该callback运行于子线程
     */
    class ChildCallback implements Handler.Callback {
        @Override
        public boolean handleMessage(Message msg) {
            //在子线程中进行网络请求
            Bitmap bitmap=downloadUrlBitmap(url[msg.what]);
            ImageModel imageModel=new ImageModel();
            imageModel.bitmap=bitmap;
            imageModel.url=url[msg.what];
            Message msg1 = new Message();
            msg1.what = msg.what;
            msg1.obj =imageModel;
            //通知主线程去更新UI
            mUIHandler.sendMessage(msg1);
            return false;
        }
    }
    private Bitmap downloadUrlBitmap(String urlString) {
        HttpURLConnection urlConnection = null;
        BufferedInputStream in = null;
        Bitmap bitmap=null;
        try {
            final URL url = new URL(urlString);
            urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
            in = new BufferedInputStream(urlConnection.getInputStream(), 8 * 1024);
            bitmap=BitmapFactory.decodeStream(in);
        } catch (final IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (urlConnection != null) {
                urlConnection.disconnect();
            }
            try {
                if (in != null) {
                    in.close();
                }
            } catch (final IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return bitmap;
    }
}

思路分析：在这个案例中，我们创建了两个Handler，一个用于更新UI线程的mUIHandler和一个用于异步下载图片的childHandler。最终的结果是childHandler会每个隔1秒钟通过 sendEmptyMessageDelayed 方法去通知ChildCallback的回调函数handleMessage方法去下载图片并告诉mUIHandler去更新UI界面。运行截图如下：

到此,HandlerThread的基本使用我们都有所了解了，接下来我们掰掰HandlerThread源码，挖挖其实现原理。

三.HandlerThread源码解析

HandlerThread的源码不多只有140多行，我们一步一步来分析，先来看看其构造函数：

/**
 * Handy class for starting a new thread that has a looper. The looper can then be 
 * used to create handler classes. Note that start() must still be called.
 */
public class HandlerThread extends Thread {
    int mPriority;//线程优先级
    int mTid = -1;
    Looper mLooper;//当前线程持有的Looper对象
    public HandlerThread(String name) {
        super(name);
        mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;
    }
    
    /**
     * Constructs a HandlerThread.
     * @param name
     * @param priority The priority to run the thread at. The value supplied must be from 
     * {@link android.os.Process} and not from java.lang.Thread.
     */
    public HandlerThread(String name, int priority) {
        super(name);
        mPriority = priority;
    }
    
    /**
     * Call back method that can be explicitly overridden if needed to execute some
     * setup before Looper loops.
     */
    protected void onLooperPrepared() {
    }

从源码可以很明显的看出 HandlerThread继续自Thread, 构造函数也相当简单传递参数有两个，一个是name指的是线程的名称，一个是priority指的是线程优先级，我们根据需要调用即可。成员变量mLooper就是HandlerThread自己持有的Looper对象。onLooperPrepared()该方法是一个空实现，是留给我们必要时可以去重写的，但是重写时机是在Looper循环启动前。还记得我们在前面创建完HandlerThread后还要去调用start()方法后才可以去创建Handler吗？这是为什么呢？接下来我们就来揭晓其中奥秘：

@Override
public void run() {
        mTid = Process.myTid();
        Looper.prepare();
        synchronized (this) {
            mLooper = Looper.myLooper();
            notifyAll(); //唤醒等待线程
        }
        Process.setThreadPriority(mPriority);
        onLooperPrepared();
        Looper.loop();
        mTid = -1;
    }

这个是HandlerThread的run方法，代码也比较简单，开始就通过Looper.prepare()去创建Looper对象，然后通过同步线程去给当前成员变量mLooper赋值，并唤醒等待线程（后续会解析为什么要唤醒等待线程），然后在Looper.loop()循环启动前调用了onLooperPrepared方法，到此Looper创建完成，循环线程也启动完成。现在我们也就明白了创建HandlerThread后为什么要调用start方法了，因为通过调用start方法，程序会去执行run方法，这样才会去创建Looper对象并启动Looper循环，最后我们才能把Looper对象传递给Handler实例。

 public Looper getLooper() {
        if (!isAlive()) {
            return null;
        }
        
        // If the thread has been started, wait until the looper has been created.
        synchronized (this) {
            while (isAlive() && mLooper == null) {
                try {
                    wait();//等待唤醒
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }
        }
        return mLooper;
    }

这个方法名一看就知道是获取looper对象的，虽然很简单，但是这里有个地方还是要说明一下，方法开始后先去判断当前线程是否是启动状态，如果线程已经启动，再通过一个同步代码块去判断当前成员变量mLooper是否为空，如果为空，那就wait()，直到mLooper创建完成，否则就返回mLooper对象，那么为什么会由可能为空呢？还记得前面的Looper对象是在哪里创建的吗？没错，是在子线程，这样我们就无法保障我们在调用getLooper方法时Looper已经创建完成。因此在前面的run方法中当Looper创建完成后会调用notifyAll方法就是为了唤醒getLooper方法中的wait等待机制。小结：在获取mLooper对象的时候存在一个同步的问题，只有当线程创建成功并且Looper对象也创建成功之后才能获得mLooper的值。这里等待方法wait和run方法中的notifyAll方法共同完成同步问题。

 public boolean quit() {
        Looper looper = getLooper();
        if (looper != null) {
            looper.quit();
            return true;
        }
        return false;
    }
 public boolean quitSafely() {
     Looper looper = getLooper();
     if (looper != null) {
            looper.quitSafely();
            return true;
        }
        return false;
    }

最后就是两个停止looper线程的方法了，以上有两种让当前线程退出循环的方法的区别就是quitSafely方法效率比quit方法标率低一点，但是安全。具体选择哪种就要看大家需求了。到此，HandlerThread源码就解析完了，相信大家对HandlerThread也有了比较全面的了解了，嗯，本篇结束。