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Android中的Handler,Looper,Message机制
阅读量:4577 次
发布时间:2019-06-08

本文共 9787 字,大约阅读时间需要 32 分钟。

Android的消息处理有三个核心类:Looper,Handler和Message。其实还有一个Message Queue(消息队列),但是MQ被封装到Looper里面了,我们不会直接与MQ打交道,因此我没将其作为核心类。下面一一介绍:

线程的魔法师 Looper

Looper的字面意思是“循环者”,它被设计用来使一个普通线程变成Looper线程。所谓Looper线程就是循环工作的线程。在程序开发中(尤其是GUI开发中),我们经常会需要一个线程不断循环,一旦有新任务则执行,执行完继续等待下一个任务,这就是Looper线程。使用Looper类创建Looper线程很简单:

public class LooperThread extends Thread { 	@Override 	publicvoid run() { 		// 将当前线程初始化为Looper线程 		Looper.prepare(); 		// ...其他处理,如实例化handler 		// 开始循环处理消息队列 		Looper.loop(); 	} }

通过上面两行核心代码,你的线程就升级为Looper线程了!!!是不是很神奇?让我们放慢镜头,看看这两行代码各自做了什么。

1)Looper.prepare()

通过上图可以看到,现在你的线程中有一个Looper对象,它的内部维护了一个消息队列MQ。注意,一个Thread只能有一个Looper对象,为什么呢?咱们来看源码。

public class Looper { 	// 每个线程中的Looper对象其实是一个ThreadLocal,即线程本地存储(TLS)对象 	private static final ThreadLocal sThreadLocal =new ThreadLocal(); 	// Looper内的消息队列 	final MessageQueue mQueue; 	// 当前线程 	Thread mThread; 	// 。。。其他属性 	// 每个Looper对象中有它的消息队列,和它所属的线程 	private Looper() { 		mQueue =new MessageQueue(); 		mRun =true; 		mThread = Thread.currentThread(); 	} 	// 我们调用该方法会在调用线程的TLS中创建Looper对象 	public static final void prepare() { 		if (sThreadLocal.get() !=null) { 			// 试图在有Looper的线程中再次创建Looper将抛出异常 			throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread"); 		} 		sThreadLocal.set(new Looper()); 	} 	// 其他方法 }

通过源码,prepare()背后的工作方式一目了然,其核心就是将looper对象定义为ThreadLocal。如果你还不清楚什么是ThreadLocal,请参考《理解ThreadLocal》。

2)Looper.loop()

调用loop方法后,Looper线程就开始真正工作了,它不断从自己的MQ中取出队头的消息(也叫任务)执行。其源码分析如下:

public static final void loop() { 	Looper me = myLooper(); //得到当前线程Looper 	MessageQueue queue = me.mQueue; //得到当前looper的MQ 	// 这两行没看懂= = 不过不影响理解 	Binder.clearCallingIdentity(); 	finallong ident = Binder.clearCallingIdentity(); 	// 开始循环 	while (true) { 		Message msg = queue.next(); // 取出message 		if (msg !=null) { 			if (msg.target ==null) { 				// message没有target为结束信号,退出循环 				return; 			} 			// 日志。。。 			if (me.mLogging!=null) 				me.mLogging.println( ">>>>> Dispatching to "+ msg.target +"" + msg.callback +": "+ msg.what ); 			// 非常重要!将真正的处理工作交给message的target,即后面要讲的handler 			msg.target.dispatchMessage(msg); //这里是执行了dispatchMessage(msg)而不是handlerMessage(msg),具体细节可以查看Handler.dispatchMessage方法			// 还是日志。。。 			if (me.mLogging!=null) me.mLogging.println( "<<<<< Finished to "+ msg.target +"" + msg.callback); 			// 下面没看懂,同样不影响理解 			finallong newIdent = Binder.clearCallingIdentity(); 			if (ident != newIdent) { 				Log.wtf("Looper", "Thread identity changed from 0x" + Long.toHexString(ident) +" to 0x" + Long.toHexString(newIdent) +" while dispatching to " + msg.target.getClass().getName() +"" + msg.callback +" what="+ msg.what); 			} 			// 回收message资源 			msg.recycle(); 		} 	} }

除了prepare()和loop()方法,Looper类还提供了一些有用的方法,比如:

Looper.myLooper()得到当前线程looper对象

getThread()得到looper对象所属线程

quit()方法结束looper循环

到此为止,你应该对Looper有了基本的了解,总结几点:

1.每个线程有且最多只能有一个Looper对象,它是一个ThreadLocal

2.Looper内部有一个消息队列,loop()方法调用后线程开始不断从队列中取出消息执行

3.Looper使一个线程变成Looper线程。

那么,我们如何往MQ上添加消息呢?下面有请Handler!(掌声~~~)

异步处理大师 Handler

什么是handler?handler扮演了往MQ上添加消息和处理消息的角色(只处理由自己发出的消息),即通知MQ它要执行一个任务(sendMessage),并在loop到自己的时候执行该任务(handleMessage),整个过程是异步的。handler创建时会关联一个looper,默认的构造方法将关联当前线程的looper,不过这也是可以set的。默认的构造方法

public class handler { 	final MessageQueue mQueue; // 关联的MQ 	final Looper mLooper; // 关联的looper 	final Callback mCallback; //回调函数,他的执行是在handlerMessage方法之前执行的,具体可以查看dispatchMessage(msg)方法	// 其他属性 	public Handler() { 		// 没看懂,直接略过,,, 		if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) { 			final Class
klass = getClass(); if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) && (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) ==0) { Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: "+ klass.getCanonicalName()); } } // 默认将关联当前线程的looper mLooper = Looper.myLooper(); // looper不能为空,即该默认的构造方法只能在looper线程中使用 if (mLooper ==null) { throw new RuntimeException( "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"); } // 重要!!!直接把关联looper的MQ作为自己的MQ,因此它的消息将发送到关联looper的MQ上 mQueue = mLooper.mQueue; mCallback =null; } // 其他方法 }

下面我们就可以为之前的LooperThread类加入Handler:

public class LooperThread extends Thread { 	private Handler handler1; 	private Handler handler2; 	@Override 	publicvoid run() { 		// 将当前线程初始化为Looper线程 		Looper.prepare(); 		// 实例化两个handler 		handler1 =new Handler(); 		handler2 =new Handler(); 		// 开始循环处理消息队列 		Looper.loop(); 	} }

加入handler后的效果如下图:

可以看到,一个线程可以有多个Handler,但是只能有一个Looper!

Handler发送消息

有了handler之后,我们就可以使用 post(Runnable)postAtTime(Runnable, long)postDelayed(Runnable, long)sendEmptyMessage(int)sendMessage(Message)sendMessageAtTime(Message, long)和 sendMessageDelayed(Message, long)这些方法向MQ上发送消息了。光看这些API你可能会觉得handler能发两种消息,一种是Runnable对象,一种是message对象,这是直观的理解,但其实post发出的Runnable对象最后都被封装成message对象了,总之通过handler发出的message有如下特点:

1.message.target为该handler对象,这确保了looper执行到该message时能找到处理它的handler,即loop()方法中的关键代码

msg.target.dispatchMessage(msg);

2.post发出的message,其callback为Runnable对象

Handler处理消息

说完了消息的发送,再来看下handler如何处理消息。消息的处理是通过核心方法dispatchMessage(Message msg)与钩子方法handleMessage(Message msg)完成的

// 处理消息,该方法由looper调用 publicvoid dispatchMessage(Message msg) { 	if (msg.callback !=null) { 		// 如果message设置了callback,即runnable消息,处理callback! 		handleCallback(msg); 	} else { 		// 如果handler本身设置了callback,则执行callback 		if (mCallback !=null) { 			/* 这种方法允许让activity等来实现Handler.Callback接口,避免了自己编写handler重写handleMessage方法。见http://alex-yang-xiansoftware-com.iteye.com/blog/850865 */ 			if (mCallback.handleMessage(msg)) { 				return; 			} 		} 		// 如果message没有callback,则调用handler的钩子方法handleMessage 		handleMessage(msg); 	} } // 处理runnable消息 privatefinalvoid handleCallback(Message message) { 	message.callback.run(); //直接调用run方法! } // 由子类实现的钩子方法 publicvoid handleMessage(Message msg) { }

可以看到,除了handleMessage(Message msg)和Runnable对象的run方法由开发者实现外(实现具体逻辑),handler的内部工作机制对开发者是透明的。这正是handler API设计的精妙之处!

Handler的用处

我在小标题中将handler描述为“异步处理大师”,这归功于Handler拥有下面两个重要的特点:

1.handler可以在任意线程发送消息,这些消息会被添加到关联的MQ上。

              

2.handler是在它关联的looper线程中处理消息的。

这就解决了android最经典的不能在其他非主线程中更新UI的问题。android的主线程也是一个looper线程(looper 在android中运用很广),我们在其中创建的handler默认将关联主线程MQ。因此,利用handler的一个solution就是在 activity中创建handler并将其引用传递给worker thread,worker thread执行完任务后使用handler发送消息通知activity更新UI。(过程如图)

下面是自己写的Demo1:

package com.jiangwei.demo;import android.app.Activity;import android.os.Bundle;import android.os.Handler;import android.os.Looper;import android.os.Message;import android.view.View;public class AndroidDemoActivity extends Activity {public View myView;@Override    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.main);        myView = findViewById(R.id.myview);        new MyThread().start();    }//自己定义的子线程,在子线程中更新UI    public class MyThread extends Thread{    @Override    public void run(){    Looper.prepare();//将当前线程变成Looper线程(与当前的线程绑定)    Handler handler = new Handler(){    @Override            public void handleMessage(Message msg) {    myView.setBackgroundColor(0xff123456);//更新UI(在这里没有报错,以前我们都知道不能再子线程中更新UI,但是现在这样的操                                 作可以了,原因是将当前线程编程Looper线程了,并且和Handler绑定,如果把Looper.prepare()这句注释了,就报错了)                }    };       Message msg = new Message();       msg.setTarget(handler);//设置消息的发送目标       msg.sendToTarget();//发送消息(该方法内部调用了handler.sendMessage(msg))       Looper.loop();//开始执行消息处理    }    }}

下面这个是Demo2效果和Demo1是一样的:

package com.jiangwei.demo;import android.app.Activity;import android.os.Bundle;import android.os.Handler;import android.os.Looper;import android.os.Message;import android.view.View;public class AndroidDemoActivity extends Activity {public View myView;@Override    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.main);        myView = findViewById(R.id.myview);        Looper looper = getMainLooper();//获取主线程的Looper线程        new MyThread(looper).start();    }//自己定义的子线程,在子线程中更新UI    public class MyThread extends Thread{    private Looper looper;    public MyThread(Looper looper){    this.looper = looper;    }    @Override    public void run(){    //将Handler与主线程的Looper绑定,但是在MyThread中运行的,如果没有传入looper,同样也是报错的,因为Handler没有Looper线程和他绑定,除非把MyThread变成Looper线程    Handler handler = new Handler(looper){    @Override            public void handleMessage(Message msg) {    myView.setBackgroundColor(0xff123456);//更新UI                }    };       Message msg = new Message();       msg.setTarget(handler);//设置消息的发送目标       msg.sendToTarget();//发送消息(该方法内部调用了handler.sendMessage(msg))    }    }}

其实系统中已经为我们写好了这样的一个子线程:那就是HandlerThread,源码如下:

//在Looper.loop()方法前执行protected void onLooperPrepared() {    }    public void run() {        mTid = Process.myTid();        Looper.prepare();//将当前线程变成Looper线程        synchronized (this) {            mLooper = Looper.myLooper();//获取当前线程的Looper对象            notifyAll();        }        Process.setThreadPriority(mPriority);        onLooperPrepared();        Looper.loop();        mTid = -1;    }    //获取当前线程的Looper对象    public Looper getLooper() {        if (!isAlive()) {            return null;        }        synchronized (this) {            while (isAlive() && mLooper == null) {                try {                    wait();                } catch (InterruptedException e) {                }            }        }        return mLooper;    }

仔细一看和我们在Demo1中定义的线程一摸一样.

当然,handler能做的远远不仅如此,由于它能post Runnable对象,它还能与Looper配合实现经典的Pipeline Thread(流水线线程)模式。请参考此文《Android Guts: Intro to Loopers and Handlers》

封装任务 Message

在整个消息处理机制中,message又叫task,封装了任务携带的信息和处理该任务的handler。message的用法比较简单,这里不做总结了。但是有这么几点需要注意(待补充):

1.尽管Message有public的默认构造方法,但是你应该通过Message.obtain()来从消息池中获得空消息对象,以节省资源。

2.如果你的message只需要携带简单的int信息,请优先使用Message.arg1和Message.arg2来传递信息,这比用Bundle更省内存

3.擅用message.what来标识信息,以便用不同方式处理message。

转载于:https://www.cnblogs.com/roccheung/p/5797442.html

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