Handle机制详解

Posted 2022-08-16 苏白2016

一、android消息机制一

         Android 有一种叫消息队列的说法，这里我们可以这样理解：假如一个隧道就是一个消息队列，那么里面的每一部汽车就是一个一个消息，这里我们先忽略掉超车等种种因素，只那么先进隧道的车将会先出，这个机制跟我们android 的消息机制是一样的。

角色描述

1. Looper:(相当于隧道) 一个线程可以产生一个Looper 对象，由它来管理此线程里的Message Queue( 车队,消息隧道) 。

2. Handler: 你可以构造Handler 对象来与Looper 沟通，以便push 新消息到Message Queue 里；或者接收Looper( 从Message Queue 取出) 所送来的消息。

3. Message Queue( 消息队列): 用来存放线程放入的消息。

4. 线程：UI thread 通常就是main thread ，而Android 启动程序时会替它建立一个Message Queue 。

每一个线程里可含有一个Looper 对象以及一个MessageQueue 数据结构。在你的应用程序里，可以定义Handler 的子类别来接收Looper 所送出的消息。

 

在你的Android 程序里，新诞生一个线程，或执行 (Thread) 时，并不会自动建立其Message Loop 。

Android 里并没有Global 的Message Queue 数据结构，例如，不同APK 里的对象不能透过Massage Queue来交换讯息(Message) 。

例如：线程A 的Handler 对象可以传递消息给别的线程，让别的线程B 或C 等能送消息来给线程A( 存于A的Message Queue 里) 。

线程A 的Message Queue 里的讯息，只有线程A 所属的对象可以处理。

使用Looper.myLooper 可以取得当前线程的Looper 对象。

使用mHandler = new EevntHandler(Looper.myLooper()); 可用来构造当前线程的Handler 对象；其中，EevntHandler 是自已实现的Handler 的子类别。

使用mHandler = new EevntHandler(Looper.getMainLooper()); 可诞生用来处理main 线程的Handler 对象；其中，EevntHandler 是自已实现的Handler 的子类别。

1.  同线程内不同组件间的消息传递

Looper 类用来管理特定线程内对象之间的消息交换(Message Exchange) 。你的应用程序可以产生许多个线程。而一个线程可以有许多个组件，这些组件之间常常需要互相交换讯息。如果有这种需要，您可以替线程构造一个Looper 对象，来担任讯息交换的管理工作。Looper 对象会建立一个MessageQueue 数据结构来存放各对象传来的消息( 包括UI 事件或System 事件等) 。

 

每一个线程里可含有一个Looper 对象以及一个MessageQueue 数据结构。在你的应用程序里，可以定义Handler 的子类别来接收Looper 所送出的消息。

同线程不同组件之间的消息传递：

举例：

public class Activity1 extends Activity implements OnClickListener
       Button button = null ;
       TextView text = null ;
       @Override
       protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) 
              super .onCreate(savedInstanceState);
              setContentView(R.layout.activity1 );        
              button = (Button)findViewById(R.id.btn );
              button.setOnClickListener(this );
              text = (TextView)findViewById(R.id.content );
       
       public void onClick(View v) 
              switch (v.getId()) 
              case R.id.btn :
                     Looper looper = Looper.myLooper();//取得当前线程里的looper
                     MyHandler mHandler = new MyHandler(looper);//构造一个handler使之可与looper通信
                     //buton等组件可以由mHandler将消息传给looper后,再放入messageQueue中,同时mHandler也可以接受来自looper消息
                     mHandler.removeMessages(0);
                     String msgStr = "主线程不同组件通信:消息来自button";
                     Message m = mHandler.obtainMessage(1, 1, 1, msgStr);//构造要传递的消息
                     mHandler.sendMessage(m);//发送消息:系统会自动调用handleMessage方法来处理消息
                     break ;
                           
            
       private class MyHandler extends Handler             
              public MyHandler(Looper looper)
                     super (looper);
              
              @Override
              public void handleMessage(Message msg) //处理消息
                     text.setText(msg.obj.toString());
                          
       

   说明：

此程序启动时，当前线程( 即主线程, main thread) 已诞生了一个Looper 对象，并且有了一个MessageQueue数据结构。

looper = Looper.myLooper (); 

调用Looper 类别的静态myLooper() 函数，以取得目前线程里的Looper 对象.

mHandler = new MyHandler (looper);

构造一个MyHandler 对象来与Looper 沟通。Activity 等对象可以藉由MyHandler 对象来将消息传给Looper ，然后放入MessageQueue 里；MyHandler 对象也扮演Listener 的角色，可接收Looper 对象所送来的消息。

Message m = mHandler.obtainMessage(1, 1, 1, obj);

先构造一个Message 对象，并将数据存入对象里。

mHandler.sendMessage(m);

就透过mHandler 对象而将消息m 传给Looper ，然后放入MessageQueue 里。

此时，Looper 对象看到MessageQueue 里有消息m ，就将它广播出去，mHandler 对象接到此讯息时，会呼叫其handleMessage() 函数来处理，于是输出"This my message!" 于画面上

public class Activity1 extends Activity implements OnClickListener
       Button button = null ;
       TextView text = null ;
       @Override
       protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) 
              super .onCreate(savedInstanceState);
              setContentView(R.layout.activity1 );        
              button = (Button)findViewById(R.id.btn );
              button.setOnClickListener(this );
              text = (TextView)findViewById(R.id.content );
       
       public void onClick(View v) 
              switch (v.getId()) 
              case R.id.btn :
                     Looper looper = Looper.myLooper();//取得当前线程里的looper
                     MyHandler mHandler = new MyHandler(looper);//构造一个handler使之可与looper通信
                     //buton等组件可以由mHandler将消息传给looper后,再放入messageQueue中,
		     //同时mHandler也可以接受来自looper消息
                     mHandler.removeMessages(0);
                     String msgStr = "主线程不同组件通信:消息来自button";
                     Message m = mHandler.obtainMessage(1, 1, 1, msgStr);//构造要传递的消息
                     mHandler.sendMessage(m);//发送消息:系统会自动调用handleMessage方法来处理消息
                     break ;
                           
            
       private class MyHandler extends Handler             
              public MyHandler(Looper looper)
                     super (looper);
              
              @Override
              public void handleMessage(Message msg) //处理消息
                     text.setText(msg.obj.toString());
                          
       

二、Android消息机制二

角色综述（回顾）

   

1. UI thread 通常就是main thread ，而Android 启动程序时会替它建立一个MessageQueue 。

2. 当然需要一个Looper 对象，来管理该MessageQueue 。

3. 我们可以构造Handler 对象来push 新消息到Message Queue 里；或者接收Looper( 从Message Queue取出) 所送来的消息。

4. 线程A 的Handler 对象可以传递给别的线程，让别的线程B 或C 等能送讯息来给线程A( 存于A 的Message Queue 里) 。

5. 线程A 的Message Queue 里的消息，只有线程A 所属的对象可以处理。

 

子线程传递消息给主线程

举例

public class Activity2 extends Activity implements OnClickListener
       Button button = null ;
       TextView text = null ;
       MyHandler mHandler = null ;
       Thread thread ;
       @Override
       protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) 
              super .onCreate(savedInstanceState);
              setContentView(R.layout.activity1 );        
              button = (Button)findViewById(R.id.btn );
              button.setOnClickListener(this );
              text = (TextView)findViewById(R.id.content );
       
       public void onClick(View v) 
              switch (v.getId()) 
              case R.id.btn :
                     thread = new MyThread();
                     thread.start();
                     break ;
                          
            
       private class MyHandler extends Handler             
              public MyHandler(Looper looper)
                     super (looper);
              
              @Override
              public void handleMessage(Message msg) //处理消息
                     text.setText(msg.obj.toString());
                          
       
       private class MyThread extends Thread
              @Override
              public void run() 
                     Looper curLooper = Looper.myLooper();
                     Looper mainLooper = Looper.getMainLooper();
                     String msg ;
                     if (curLooper==null )
                            mHandler = new MyHandler(mainLooper);
                            msg = "curLooper is null";
                     else 
                            mHandler = new MyHandler(curLooper);
                            msg = "This is curLooper";
                     
                     mHandler.removeMessages(0);
                     Message m = mHandler.obtainMessage(1, 1, 1, msg);
                     mHandler.sendMessage(m);
                          
       

说明：

Android 会自动替主线程建立Message Queue 。在这个子线程里并没有建立Message Queue 。所以，myLooper 值为null ，而mainLooper 则指向主线程里的Looper 。于是，执行到：

mHandler = new MyHandler (mainLooper);

此mHandler 属于主线程。

mHandler.sendMessage(m);

就将m 消息存入到主线程的Message Queue 里。mainLooper 看到Message Queue 里有讯息，就会作出处理，于是由主线程执行到mHandler 的handleMessage() 来处理消息。

三、用Android线程间通信的Message机制

在Android 下面也有多线程 的概念，在C/C++中，子线程可以是一个函数 ，一般都是一个带有循环的函数，来处理某些数据 ，优先线程只是一个复杂的运算过程，所以可能不需要while循环，运算完成，函数结束，线程就销毁。对于那些需要控制的线程，一般我们都是和互斥锁相互关联，从而来控制线程的进度，一般我们创建子线程，一种线程是很常见的，那就是带有消息循环的线程。
消息循环是一个很有用的线程方式，曾经自己用C在Linux下面实现一个消息循环的机制 ，往消息队列里添加数据，然后异步的等待消息的返回。当消息队列为空的时候就会挂起线程，等待新的消息的加入。这是一个很通用的机制。
在 Android，这里的线程分为有消息循环的线程和没有消息循环的线程，有消息循环的线程一般都会有一个Looper，这个事android的新概念。我 们的主线程（UI线程）就是一个消息循环的线程。针对这种消息循环的机制，我们引入一个新的机制Handle，我们有消息循环，就要往消息循环里面发送相 应的消息，自定义 消息一般都会有自己对应的处理，消息的发送和清除，消息的的处理，把这些都封装在Handle里面，注意Handle只是针对那些有Looper的线程，不管是UI线程还是子线程，只要你有Looper，我就可以往你的消息队列里面添加东西，并做相应的处理。
但是这里还有一点，就是只要是关于UI相关的东西，就不能放在子线程中，因为子线程是不能操作UI的，只能进行数据、系统 等其他非UI的操作。
那么什么情况下面我们的子线程才能看做是一个有Looper的线程呢？我们如何得到它Looper的句柄呢？
Looper.myLooper();            //获得当前的Looper
Looper.getMainLooper () ;  //获得UI线程的Lopper
我们看看Handle的初始化函数，如果没有参数，那么他就默认使用的是当前的Looper，如果有Looper参数，就是用对应的线程的Looper。
如 果一个线程中调用Looper.prepare()，那么系统就会自动的为该线程建立一个消息队列，然后调用 Looper.loop();之后就进入了消息循环，这个之后就可以发消息、取消息、和处理消息。这个如何发送消息和如何处理消息可以再其他的线程中通过 Handle来做，但前提是我们的Hanle知道这个子线程的Looper，但是你如果不是在子线程运行 Looper.myLooper()，一般是得不到子线程的looper的。

public void run() 
	synchronized (mLock) 
   		Looper.prepare();
      		//do something
        
        Looper.loop();

所以很多人都是这样做的：我直接在子线程中新建handle，然后在子线程中发送消息，这样的话就失去了我们多线程的意义了。

class myThread extends Thread
             private EHandler mHandler ;
             public void run() 
                 Looper myLooper, mainLooper;
                 myLooper = Looper.myLooper ();
                mainLooper = Looper.getMainLooper ();
                String obj;
                if (myLooper == null )
                         mHandler = new EHandler(mainLooper);
                         obj = "current thread has no looper!" ;
                
                else 
                     mHandler = new EHandler(myLooper);
                     obj = "This is from current thread." ;
                
                mHandler .removeMessages(0);
                Message m = mHandler .obtainMessage(1, 1, 1, obj);
                mHandler .sendMessage(m);
             
  

可以让其他的线程来控制我们的handle，可以把 private EHandler mHandler ;放在外面，这样我们的发消息和处理消息都可以在外面来定义，这样增加程序 代码 的美观，结构更加清晰。
对如任何的Handle，里面必须要重载一个函数
public void handleMessage(Message msg)
这个函数就是我们的消息处理，如何处理，这里完全取决于你，然后通过 obtainMessage和 sendMessage等来生成和发送消息， removeMessages(0)来清除消息队列。Google 真是太智慧了，这种框架 的产生，我们写代码更加轻松了。
有的时候，我们的子线程想去改变UI了，这个时候千万不要再子线程中去修改，获得UI线程的Looper，然后发送消息即可。
我们看看Goole Music App的源代码 。
在MediaPlaybackActivity.java 中，我们可以看一下再OnCreate中的有这样的两句：

    mAlbumArtWorker = new Worker("album art worker");
    mAlbumArtHandler = new AlbumArtHandler(mAlbumArtWorker.getLooper());

很 明显这两句，是构建了一个子线程。并且这个子线程还是Looper的子线程，这里很牛逼的使用了 mAlbumArtWorker.getLooper()这个函数，因为我们知道，我们能够得到子线程的Looper的途径只有一个：就是在子线程中调用 Looper.myLooper ()，并且这个函数还要在我们perpare之后调用才能得到正确的Looper，但是他这里用了一个这样的什么东东 getLooper，不知道它是如何实现的？
这里有一个大概的思路，我们在子线程的的prepare之后调用 myLooper ()这个方法，然后保存在一个成员变量中，这个getLooper就返回这个东西，但是这里会碰到多线程的一个很突出的问题，同步。我们在父线程中调用 mAlbumArtWorker.getLooper()，但是想要这个返回正确的looper就必须要求我们的子线程运行了prepare，但是这个东 西实在子线程运行的，我们如何保证呢？
我们看Google是如何实现的？

private class Worker implements Runnable 
        private final Object mLock = new Object();
        private Looper mLooper;
        
        /**
         * Creates a worker thread with the given name. The thread
         * then runs a [email=%7B@link]@link [/email] android.os.Looper.
         * @param name A name for the new thread
         */
        Worker(String name) 
            Thread t = new Thread(null, this, name);
            t.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
            t.start();
            synchronized (mLock) 
                while (mLooper == null) 
                    try 
                        mLock.wait();
                     catch (InterruptedException ex) 
                    
                
            
        
        
        public Looper getLooper() 
            return mLooper;
        
        
        public void run() 
            synchronized (mLock) 
                Looper.prepare();
                mLooper = Looper.myLooper();
                mLock.notifyAll();
            
            Looper.loop();
        
        
        public void quit() 
            mLooper.quit();
        
    

我 们知道，一个线程类的构造函数是在主线程中完成的，所以在我们的 Worker的构造函数中我们创佳一个线程，然后让这个线程运行，这一这个线程的创建是指定一个 Runnable，这里就是我们的Worker本身，在主线程调用 t.start();，这后，我们子线程已经创建，并且开始执行work的run方法。然后下面的代码很艺术：

synchronized (mLock) 
                while (mLooper == null) 
                    try 
                        mLock.wait();
                     catch (InterruptedException ex) 
                    
                
            

我们开始等待我们的子线程给mLooper赋值，如果不赋值我们就继续等，然后我们的子线程在运行run方法之后，在给 mLooper赋值之后，通知worker够着函数中的wait，然后我们的构造函数才能完成，所以我们说：

mAlbumArtWorker = new Worker("album art worker");

这句本身就是阻塞的，它创建了一个子线程，开启了子线程，并且等待子线程给mLooper赋值，赋值完成之后，这个函数才返回，这样才能保证我们的子线程的Looper的获取 绝对是正确的，这个构思很有创意。值得借鉴。

四、Android中Handler的使用方法——在子线程中更新界面

本文主要介绍Android的Handler的使用方法。Handler可以发送Messsage和Runnable对象到与其相关联的线程的消息队列。每个Handler对象与创建它的线程相关联，并且每个Handler对象只能与一个线程相关联。

1.    Handler一般有两种用途：

1）执行计划任务，你可以再预定的实现执行某些任务，可以模拟定时器。

2）线程间通信。在Android的应用启动时，会 创建一个主线程，主线程会创建一个消息队列来处理各种消息。

当你创建子线程时，你可以再你的子线程中拿到父线程中创建的Handler对象，就可以通过该 对象向父线程的消息队列发送消息了。由于Android要求在UI线程中更新界面，因此，可以通过该方法在其它线程中更新界面。 

◆ 通过Runnable在子线程中更新界面

1)在onCreate中创建Handler 

public class HandlerTestApp extends Activity  
        Handler mHandler; 
        TextView mText; 
        /** Called when the activity is first created. */ 
       @Override 
       public void onCreate(Bundle savedInstanceState)  
           super.onCreate(savedInstanceState); 
           setContentView(R.layout.main); 
           mHandler = new Handler();//创建Handler 
           mText = (TextView) findViewById(R.id.text0);//一个TextView 
        

2) 构建Runnable对象，在runnable中更新界面，此处，我们修改了TextView的文字.此处需要说明的是，Runnable对象可以再主线程中创建，也可以再子线程中创建。我们此处是在子线程中创建的。    

Runnable mRunnable0 = new Runnable() 
     
                @Override 
                public void run()  
                        mText.setText("This is Update from ohter thread, Mouse DOWN"); 
                 
    ; 

3)   创建子线程，在线程的run函数中，我们向主线程的消息队列发送了一个runnable来更新界面。

private void updateUIByRunnable() 
          new Thread()  
           
               //Message msg = mHandler.obtainMessage();  
              public void run()  
              

                   //mText.setText("This is Update from ohter thread, Mouse DOWN");//这句将抛出异常 
                   mHandler.post(mRunnable0);  
               
         .start();

     

◆ 用Message在子线程中来更新界面

用Message更新界面与Runnable更新界面类似，只是需要修改几个地方。

1) 实现自己的Handler，对消息进行处理

private class MyHandler extends Handler 
     

        @Override 
        public void handleMessage(Message msg)  
            super.handleMessage(msg); 
            switch(msg.what) 
             
            case UPDATE ://在收到消息时，对界面进行更新 
                mText.setText("This update by message"); 
                break; 
             
         
    

2)  在新的线程中发送消息  

private void updateByMessage() 
     
        //匿名对象 
         new Thread() 
          
                public void run() 
                 
                    //mText.setText("This is Update from ohter thread, Mouse DOWN");

                    //UPDATE是一个自己定义的整数，代表了消息ID 
                    Message msg = mHandler.obtainMessage(UPDATE); 
                    mHandler.sendMessage(msg); 
                 
         .start(); 
    

五、AsyncTask与handler

         AsyncTask实际上就是一个线程池，AsyncTask在代码上比handler要轻量级别，而实际上要比handler更耗资源，因为AsyncTask底层是一个线程池！而Handler仅仅就是发送了一个消息队列，连线程都没有开。
但是，如果异步任务的数据特别庞大，AsyncTask这种线程池结构的优势就体现出来了。

         android的ui线程操作并不是安全的，并且和用户直接进行界面交互的操作都必须在ui线程中进行才可以。这种模式叫做单线程模式。

我们在单线程模式下编程一定要注意：不要阻塞ui线程、确保只在ui线程中访问ui组件

当我们要执行一个复杂耗时的算法并且最终要将计算结果反映到ui上时，我们会发现，我们根本没办法同时保证上面的两点要求；我们肯定会想到开启一个新的线程，让这个复杂耗时的任务到后台去执行，但是执行完毕了呢？我们发现，我们无法再与ui进行交互了。

为了解决这种情况，android为我们提供了很多办法。

1）handler和message机制：通过显示的抛出、捕获消息与ui进行交互；

2）Activity.runOnUiThread(Runnable)：如果当前线程为ui线程，则立即执行；否则将参数中的线程操作放入到ui线程的事件队列中，等待执行。

3）View.post(Runnable)：将操作放入到message队列中，如果放入成功，该操作将会在ui线程中执行，并返回true，否则返回false

4）View.postDelayed(Runnable, long)跟第三条基本一样，只不过添加了一个延迟时间。

5）android1.5以后为我们提供了一个工具类来搞定这个问题AsyncTask.

AsyncTask是抽象类，定义了三种泛型类型 Params，Progress，Result。

Params ：启动任务执行的输入参数，比如HTTP请求的URL

Progress： 后台任务执行的百分比。

Result ：后台执行任务最终返回的结果，比如String

用程序调用，开发者需要做的就是实现这些方法。

1) 子类化AsyncTask

2) 实现AsyncTask中定义的下面一个或几个方法

onPreExecute()，该方法将在执行实际的后台操作前被UI thread调用。可以在该方法中做一些准备工作，如在界面上显示一个进度条。

doInBackground(Params…)，将在onPreExecute 方法执行后马上执行，该方法运行在后台线程中。这里将主要负责执行那些很耗时的后台计算工作。可以调用 publishProgress方法来更新实时的任务进度。该方法是抽象方法，子类必须实现。

onProgressUpdate(Progress…)，在publishProgress方法被调用后，UI thread将调用这个方法从而在界面上展示任务的进展情况，例如通过一个进度条进行展示。

onPostExecute(Result)，在doInBackground 执行完成后，onPostExecute 方法将被UI thread调用，后台的计算结果将通过该方法传递到UI thread.

为了正确的使用AsyncTask类，以下是几条必须遵守的准则：

1) Task的实例必须在UI thread中创建

2) execute方法必须在UI thread中调用

3) 不要手动的调用onPreExecute(), onPostExecute(Result)，doInBackground(Params…), onProgressUpdate(Progress…)这几个方法

4) 该task只能被执行一次，否则多次调用时将会出现异常

<span style="font-size: 14px;">    package cn.com.chenzheng_java; 
        
    import android.os.AsyncTask; 
    /**
     * 
     * @author chenzheng_java
     * @description 异步任务AcyncTask示例
     *    
     */ 
    public class MyAsyncTask extends AsyncTask<String, Integer, Object>  
        
     /**
     * 该方法由ui线程进行调用，用户可以在这里尽情的访问ui组件。
     * 很多时候，我们会在这里显示一个进度条啥的，以示后台正在
     * 执行某项功能。
     */ 
     @Override 
     protected void onPreExecute()  
     super.onPreExecute(); 
      
        
     /**
     * 该方法由后台进程进行调用，进行主要的耗时的那些计算。
     * 该方法在onPreExecute方法之后进行调用。当然在执行过程中
     * 我们可以每隔多少秒就调用一次publishProgress方法，更新
     * 进度信息
     */ 
     @Override 
     protected Object doInBackground(String... params)  
     return null; 
      
        
        
     /**
     * doInBackground中调用了publishProgress之后，ui线程就会
     * 调用该方法。你可以在这里动态的改变进度条的进度，让用户知道
     * 当前的进度。
     */ 
     @Override 
     protected void onProgressUpdate(Integer... values)  
     super.onProgressUpdate(values); 
      
        
     /**
     * 当doInBackground执行完毕之后，由ui线程调用。可以在这里
     * 返回我们计算的最终结果给用户。
     */ 
     @Override 
     protected void onPostExecute(Object result)  
     super.onPostExecute(result); 
      
     
</span>