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Android消息机制Handler深入理解
来源:jb51  时间:2021/11/29 9:29:21  对本文有异议

概述

Handler是Android消息机制的上层接口。通过它可以轻松地将一个任务切换到Handler所在的线程中去执行。通常情况下,Handler的使用场景就是更新UI。

Handler的使用

在子线程中,进行耗时操作,执行完操作后,发送消息,通知主线程更新UI。

  1. public class Activity extends android.app.Activity {
  2. private Handler mHandler = new Handler(){
  3. @Override
  4. public void handleMessage(Message msg) {
  5. super.handleMessage(msg);
  6. // 更新UI
  7. }
  8. }
  9. ;
  10. @Override
  11. public void onCreate(Bundle savedInstanceState, PersistableBundle persistentState) {
  12. super.onCreate(savedInstanceState, persistentState);
  13. setContentView(R.layout.activity_main);
  14. new Thread(new Runnable() {
  15. @Override
  16. public void run() {
  17. // 执行耗时任务 ...
  18. // 任务执行完后,通知Handler更新UI
  19. Message message = Message.obtain();
  20. message.what = 1;
  21. mHandler.sendMessage(message);
  22. }
  23. }
  24. ).start();
  25. }
  26. }

Handler架构

Handler消息机制主要包括:MessageQueue、Handler、Looper这三大部分,以及Message。

  • Message:需要传递的消息,可以传递数据;
  • MessageQueue:消息队列,但是它的内部实现并不是用的队列,而是通过单链表的数据结构来维护消息列表,因为单链表在插入和删除上比较有优势。主要功能是向消息池投递消息( MessageQueue.enqueueMessage)和取走消息池的消息( MessageQueue.next)。
  • Handler:消息辅助类,主要功能是向消息池发送各种消息事件( Handler.sendMessage)和处理相应消息事件( Handler.handleMessage);
  • Looper:消息控制器,不断循环执行( Looper.loop),从MessageQueue中读取消息,按分发机制将消息分发给目标处理者。

从上面的类图可以看出:

  • Looper有一个MessageQueue消息队列;
  • MessageQueue有一组待处理的Message;
  • Message中记录发送和处理消息的Handler;
  • Handler中有Looper和MessageQueue。

MessageQueue、Handler和Looper三者之间的关系: 每个线程中只能存在一个Looper,Looper是保存在ThreadLocal中的。 主线程(UI线程)已经创建了一个Looper,所以在主线程中不需要再创建Looper,但是在其他线程中需要创建Looper。 每个线程中可以有多个Handler,即一个Looper可以处理来自多个Handler的消息。 Looper中维护一个MessageQueue,来维护消息队列,消息队列中的Message可以来自不同的Handler。

Handler的运行流程

在子线程执行完耗时操作,当Handler发送消息时,将会调用 MessageQueue.enqueueMessage,向消息队列中添加消息。 当通过 Looper.loop开启循环后,会不断地从消息池中读取消息,即调用 MessageQueue.next, 然后调用目标Handler(即发送该消息的Handler)的 dispatchMessage方法传递消息, 然后返回到Handler所在线程,目标Handler收到消息,调用 handleMessage方法,接收消息,处理消息。

源码分析

在子线程创建Handler

  1. class LooperThread extends Thread {
  2. public Handler mHandler;
  3. public void run() {
  4. Looper.prepare();
  5. mHandler = new Handler() {
  6. public void handleMessage(Message msg) {
  7. // process incoming messages here
  8. }
  9. }
  10. ;
  11. Looper.loop();
  12. }
  13. }
  14.  

从上面可以看出,在子线程中创建Handler之前,要调用 Looper.prepare()方法,Handler创建后,还要调用 Looper.loop()方法。而前面我们在主线程创建Handler却不要这两个步骤,因为系统帮我们做了。

主线程的Looper

在ActivityThread的main方法,会调用 Looper.prepareMainLooper()来初始化Looper,并调用 Looper.loop()方法来开启循环。

  1. public final class ActivityThread extends ClientTransactionHandler {
  2. // ...
  3. public static void main(String[] args) {
  4. // ...
  5. Looper.prepareMainLooper();
  6. // ...
  7. Looper.loop();
  8. }
  9. }

Looper

从上可知,要使用Handler,必须先创建一个Looper。

初始化Looper:

  1. public final class Looper {
  2. public static void prepare() {
  3. prepare(true);
  4. }
  5. private static void prepare(Boolean quitAllowed) {
  6. if (sThreadLocal.get() != null) {
  7. throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
  8. }
  9. sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
  10. }
  11. public static void prepareMainLooper() {
  12. prepare(false);
  13. synchronized (Looper.class) {
  14. if (sMainLooper != null) {
  15. throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
  16. }
  17. sMainLooper = myLooper();
  18. }
  19. }
  20. private Looper(Boolean quitAllowed) {
  21. mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
  22. mThread = Thread.currentThread();
  23. }
  24. // ...
  25. }

从上可以看出,不能重复创建Looper,每个线程只能创建一个。创建Looper,并保存在 ThreadLocal。其中ThreadLocal是线程本地存储区(Thread Local Storage,简称TLS),每个线程都有自己的私有的本地存储区域,不同线程之间彼此不能访问对方的TLS区域。

开启Looper

  1. public final class Looper {
  2. // ...
  3. public static void loop() {
  4. // 获取TLS存储的Looper对象
  5. final Looper me = myLooper();
  6. if (me == null) {
  7. throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
  8. }
  9. final MessageQueue queue = me.mQueue;
  10. // 进入loop主循环方法
  11. for (;;) {
  12. Message msg = queue.next();
  13. // 可能会阻塞,因为next()方法可能会无线循环
  14. if (msg == null) {
  15. // No message indicates that the message queue is quitting.
  16. return;
  17. }
  18. // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
  19. final Printer logging = me.mLogging;
  20. if (logging != null) {
  21. logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
  22. msg.callback + ": " + msg.what);
  23. }
  24. // ...
  25. final long dispatchStart = needStartTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
  26. final long dispatchEnd;
  27. try {
  28. // 获取msg的目标Handler,然后分发Message
  29. msg.target.dispatchMessage(msg);
  30. dispatchEnd = needEndTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
  31. }
  32. finally {
  33. if (traceTag != 0) {
  34. Trace.traceEnd(traceTag);
  35. }
  36. }
  37. // ...
  38. msg.recycleUnchecked();
  39. }
  40. }
  41. }

Handler

创建Handler:

  1. public class Handler {
  2. // ...
  3. public Handler() {
  4. this(null, false);
  5. }
  6. public Handler(Callback callback, Boolean async) {
  7. // ...
  8. // 必须先执行Looper.prepare(),才能获取Looper对象,否则为null
  9. mLooper = Looper.myLooper();
  10. if (mLooper == null) {
  11. throw new RuntimeException(
  12. "Can't create handler inside thread " + Thread.currentThread()
  13. + " that has not called Looper.prepare()");
  14. }
  15. mQueue = mLooper.mQueue;
  16. // 消息队列,来自Looper对象
  17. mCallback = callback;
  18. // 回调方法
  19. mAsynchronous = async;
  20. // 设置消息是否为异步处理方式
  21. }
  22. }

发送消息

子线程通过Handler的post()方法或send()方法发送消息,最终都是调用 sendMessageAtTime()方法。

post方法:

  1. public final Boolean post(Runnable r){
  2. return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
  3. }
  4. public final Boolean postAtTime(Runnable r, long uptimeMillis){
  5. return sendMessageAtTime(getPostMessage(r), uptimeMillis);
  6. }
  7. public final Boolean postAtTime(Runnable r, Object token, long uptimeMillis){
  8. return sendMessageAtTime(getPostMessage(r, token), uptimeMillis);
  9. }
  10. public final Boolean postDelayed(Runnable r, long delayMillis){
  11. return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), delayMillis);
  12. }
  13. private static Message getPostMessage(Runnable r) {
  14. Message m = Message.obtain();
  15. m.callback = r;
  16. return m;
  17. }

send方法:

  1. public final Boolean sendMessage(Message msg){
  2. return sendMessageDelayed(msg, 0);
  3. }
  4. public final Boolean sendEmptyMessage(int what){
  5. return sendEmptyMessageDelayed(what, 0);
  6. }
  7. public final Boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
  8. Message msg = Message.obtain();
  9. msg.what = what;
  10. return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);
  11. }
  12. public final Boolean sendEmptyMessageAtTime(int what, long uptimeMillis) {
  13. Message msg = Message.obtain();
  14. msg.what = what;
  15. return sendMessageAtTime(msg, uptimeMillis);
  16. }
  17. public final Boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis){
  18. if (delayMillis < 0) {
  19. delayMillis = 0;
  20. }
  21. return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
  22. }
  23. sendMessageAtTime()
  24. public Boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
  25. MessageQueue queue = mQueue;
  26. if (queue == null) {
  27. RuntimeException e = new RuntimeException(
  28. this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
  29. Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
  30. return false;
  31. }
  32. return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
  33. }
  34. private Boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
  35. msg.target = this;
  36. if (mAsynchronous) {
  37. msg.setAsynchronous(true);
  38. }
  39. return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
  40. }

分发消息

在loop()方法中,获取到下一条消息后,执行 msg.target.dispatchMessage(msg),来分发消息到目标Handler。

  1. public class Handler {
  2. // ...
  3. public void dispatchMessage(Message msg) {
  4. if (msg.callback != null) {
  5. // 当Message存在回调方法,调用该回调方法
  6. handleCallback(msg);
  7. } else {
  8. if (mCallback != null) {
  9. // 当Handler存在Callback成员变量时,回调其handleMessage()方法
  10. if (mCallback.handleMessage(msg)) {
  11. return;
  12. }
  13. }
  14. // Handler自身的回调方法
  15. handleMessage(msg);
  16. }
  17. }
  18. private static void handleCallback(Message message) {
  19. message.callback.run();
  20. }
  21. }
  22.  

总结

到此这篇关于深入理解Android消息机制Handler的文章就介绍到这了。希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持w3xue。

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