Handler看这一篇就够了

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Handler看这一篇就够了相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

Handler使用

首先来熟悉一下Handler的四种使用方式，如果比较熟悉可以直接跳过：

  1. 通过sendMessage消息机制来发送

sendEmptyMessage(int);//发送一个空的消息
sendMessage(Message);//发送消息，消息中可以携带参数
sendMessageAtTime(Message, long);//未来某一时间点发送消息
sendMessageDelayed(Message, long);//延时Nms发送消息

接收数据

mHandler = new Handler()
   @Override
   public void handleMessage(Message msg) 
       super.handleMessage(msg);
       switch (msg.what) 
           case 0:
               String data = (String) msg.obj;
               textView.setText("接收数据：" + data);
               break;
           default:
               break;
       
   
;

发送数据

 new Thread(new Runnable() 
     @Override
     public void run() 
         Message msg = new Message();
         msg.what = 0;
         msg.obj = "测试数据";
         mHandler.sendMessage(msg);
     
 ).start();
  1. 使用Post方式；

post(Runnable);//提交计划任务马上执行
postAtTime(Runnable, long);//提交计划任务在未来的时间点执行
postDelayed(Runnable, long);//提交计划任务延时Nms执行

new Thread(new Runnable() 
    @Override
    public void run() 
        mHandler.postDelayed(new Runnable() 
            @Override
            public void run() 
                tvContent.setText("接收数据：" + str);
            
        , 3000);
    
).start();

其实传递Runnable也是最终转换成message通过sendMessage来发送，将Runnable赋给message的callback，
这个callback在Handler取消息的时候会先进行判断，如果不为空就直接调用了，如果为空才会调用handMessage方法

private static Message getPostMessage(Runnable r) 
    Message m = Message.obtain();
    m.callback = r;
    return m;
  1. 使用runOnUiThread方式；

runOnUiThread其实是调用的post

new Thread(new Runnable() 
    @Override
    public void run() 
        runOnUiThread(new Runnable() 
            @Override
            public void run() 
                tvContent.setText("接收数据：" + str);
            
        );
    
).start();
  1. 通过View的Post方式；

也是调用的Handler的post方法

new Thread(new Runnable() 
    @Override
    public void run() 
        tvContent.post(new Runnable() 
            @Override
            public void run() 
                tvContent.setText("接收数据：" + str);
            
        );
    
).start();

Handler组成

Handler的四大成员：

发送方式功能介绍
Message主要功能是进行消息的封装，同时可以指定消息的操作形式
Looper消息循环泵，用来为一个线程跑一个消息循环，每一个线程最多只可以拥有一个
MessageQueue就是一个消息队列，存放消息的地方每一个线程最多只可以拥有一个
Handler消息的处理者，handler 负责将需要传递的信息封装成Message，发送给Looper，继而由Looper将Message放入MessageQueue中。当Looper对象看到MessageQueue中含有Message，就将其广播出去。该handler 对象收到该消息后，调用相应的handler 对象的handleMessage()方法对其进行处理

需要注意的点是每个线程只有一个Looper和一个MessageQueue，一个线程中可以有多个Handler，每个Handler会处理各自的消息，互相之间没有影响，也就是多个Handler的发送和接收之间值多对多的关系。

Handler原理分析

首先来看下主线程和子线程创建Handler的不同

  1. 主线程
mHandler = new Handler() 
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) 
        super.handleMessage(msg);
    
;
  1. 子线程
new Thread(new Runnable() 
    @Override
    public void run() 
        Looper.prepare();
        new Handler() 
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) 
                super.handleMessage(msg);
            
        ;
        Looper.loop();
    
).start();

发现主线程直接建立即可，而子线程需要使用Looper.prepare()和Looper.loop方法，这个为啥？带着疑问，接着往下看。

从Looper.prepare()开始
当Looper.prepare()被调用时，发生了什么？

public static void prepare() 
        prepare(true);  //最终其实执行的是私有方法prepare(boolean quitAllowed)中的逻辑
    

    private static void prepare(boolean quitAllowed) 
        if (sThreadLocal.get() != null)    //先尝试获取是否已经存在一个Looper在当前线程中，如果有就抛个异常。
        //这就是为什么我们不能在一个Thread中调用两次Looper.prepare()的原因。
            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
        
        sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));  //首次调用的话，就创建一个新的Looper。
    
    
    //Looper的私有构造函数
    private Looper(boolean quitAllowed) 
        mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);   //创建新的MessageQueue，稍后在来扒它。
        mThread = Thread.currentThread();         //把当前的线程赋值给mThread。

可以看到首次调用prepare的时候会创建一个Looper实例放进去，创建Looper实例的时候会创建一个与之关联的MessageQueue，那么这个sThreadLoacal是什么呢? sThreadLocal是个静态的ThreadLocal 实例(在android中ThreadLocal固定为Looper)。那么，Looper.prepare()既然是个静态方法，Looper是如何确定现在应该和哪一个线程建立绑定关系的呢？
来看看ThreadLocal的get()、set()方法。

public void set(T value) 
        Thread t = Thread.currentThread();  //同样先获取到当前的线程
        ThreadLocalMap map = getMap(t);     //获取线程的ThreadLocalMap
        if (map != null)
            map.set(this, value);           //储存键值对
        else
            createMap(t, value);
    

public T get() 
        Thread t = Thread.currentThread();   //重点啊！获取到了当前运行的线程。
        ThreadLocalMap map = getMap(t);      //取出当前线程的ThreadLocalMap。这个东西是个重点，前面已经提到过。忘了的同学在前面再看看。
        if (map != null) 
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);  
            //可以看出，每条线程的ThreadLocalMap中都有一个<ThreadLocal,Looper>键值对。绑定关系就是通过这个键值对建立的。
            if (e != null)
                return (T)e.value;
        
        return setInitialValue();

重点来了：每个线程有一个与之关联的Looper，这个Looper是用ThreadLoacaMap来存储的，ThreadLoacaMap存储的就是ThreadLocal对象，而Android中的ThreadLocal就是Looper，所以存的就是Looper，并且ThreadLocalMap是在每线程中都私有的，这就保证的并发时的线程安全，这是典型的以空间来换时间，而我们熟悉的synchronized是以时间换空间。

创建Handler
平时我们都使用new Handler()来在一个线程中创建Handler实例，但是它是如何知道自己应该处理那个线程的任务呢

public Handler() 
        this(null, false); 

    
public Handler(Callback callback, boolean async)       //可以看到，最终调用了这个方法。
        if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) 
            final Class<? extends Handler> 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());
            
        

        mLooper = Looper.myLooper();                    //重点啊！在这里Handler和当前Thread的Looper绑定了。Looper.myLooper()就是从ThreadLocale中取出当前线程的Looper。
        if (mLooper == null) 
            //如果子线程中new Handler()之前没有调用Looper.prepare()，那么当前线程的Looper就还没创建。就会抛出这个异常。
            throw new RuntimeException(
                "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
        
        mQueue = mLooper.mQueue;  //赋值Looper的MessageQueue给Handler。
        mCallback = callback;
        mAsynchronous = async;

上面代码中有mLooper = Looper.myLooper()，这就是Handler和Looper进行了绑定，然后Handler就可以给Looper发消息了，我们调用Handler的sendMessage方法也就是往Looper的MessageQueue里边发消息

Looper.loop()
我们都知道，在Handler创建之后，还需要调用一下Looper.loop()，这样才能循环起来，那Looper是怎样把消息准确的送到Handler中处理

public static void loop() 
        final Looper me = myLooper();   //这个方法前面已经提到过了，就是获取到当前线程中的Looper对象。
        if (me == null)  
            //没有Looper.prepare()是要报错的！
            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
        
        final MessageQueue queue = me.mQueue;       //获取到Looper的MessageQueue成员变量，这是在Looper创建的时候new的。

        //这是个Native方法，作用就是检测一下当前线程是否属于当前进程。并且会持续跟踪其真实的身份。
        //在IPC机制中，这个方法用来清除IPCThreadState的pid和uid信息。并且返回一个身份，便于使用restoreCallingIdentity()来恢复。
        Binder.clearCallingIdentity();
        final long ident = Binder.clearCallingIdentity();

        for (;;)   //重点(敲黑板)！这里是个死循环，一直等待抽取消息、发送消息。
            Message msg = queue.next(); //  从MessageQueue中抽取一条消息。至于怎么取的，我们稍后再看。
            if (msg == null) 
                // No message indicates that the message queue is quitting.
                return;
            
            final long traceTag = me.mTraceTag;   //取得MessageQueue的跟踪标记
            if (traceTag != 0) 
                Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg));  //开始跟踪本线程的MessageQueue中的当前消息，是Native的方法。
            
            try 
                msg.target.dispatchMessage(msg);   //尝试分派消息到和Message绑定的Handler中
             finally 
                if (traceTag != 0) 
                    Trace.traceEnd(traceTag);      //这个和Trace.traceBegin()配套使用。
                
            

            final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();   //what？又调用这个Native方法了。这里主要是为了再次验证，线程所在的进程是否发生改变。
            msg.recycleUnchecked();   //回收释放消息。

从上面的分析可以知道，当调用了Looper.loop()之后，线程就就会被一个for(;;)死循环阻塞，每次等待MessageQueue的next()方法取出一条Message才开始往下继续执行。然后通过Message获取到相应的Handler (就是target成员变量)，Handler再通过dispatchMessage()方法，把Message派发到handleMessage()中处理。

MessageQueue
MessageQueue是一个用单链的数据结构来维护消息列表，现在又产生一个疑问，MessageQueue的next()方法是如何阻塞住线程的呢？

Message next() 
        //检查loop是否已经为退出状态。mPrt是Native层的MessageQueue的地址。通过这个地址可以和Native层的MessageQueue互动。
        final long ptr = mPtr;
        if (ptr == 0) 
            return null;
        
        int pendingIdleHandlerCount = -1;
        int nextPollTimeoutMillis = 0;      //时间标记，当且仅当第一次获取消息时才为0。因为它在死循环外面啊！

        for (;;) 
           //这是一个Native的方法。
           nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
           synchronized (this)        //锁住MessageQueue
                //获取当前的系统时间，用于后面和msg.when进行比较。
                final long now = SystemClock.uptimeMillis();
                Message prevMsg = null;
                Message msg = mMessages;        //获得当前MessageQueue中的第一条消息
                if (msg != null && msg.target == null) 
                
                    do 
                        prevMsg = msg;
                        msg = msg.next;
                     while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
                
                if (msg != null) 
                    if (now < msg.when)   //这个判断的意义在于只有到了Message应该被发送的时刻才去发送，否则继续循环。
                        //计算下一条消息的时间。注意最大就是Integer.MAX_VALUE。
                        nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
                     else   //应该发送一条消息了。
                        // Got a message.
                        mBlocked = false;
                        if (prevMsg != null) 
                            prevMsg.next = msg.next;
                         else 
                            mMessages = msg.next;
                        
                        msg.next = null;
                        if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
                        msg.markInUse();   //转换消息标记为使用过的
                        return msg;         //返回一条消息给Looper。
                    
                 else 
                    // 如果取到的Message为null，将时间标记设置为-1。
                    nextPollTimeoutMillis = -1;

可以看到。MessageQueue在取消息(调用next())时，会进入一个死循环，直到取出一条Message返回。这就是为什么Looper.loop()会在queue.next()处等待的原因
上面方法中出现了一个nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);函数的调用。线程会被阻塞在这个地方，实际上是阻塞在了底层的Looper的epoll_wait()这个地方等待唤醒呢。nativeWake()，通过这个来进行唤醒唤醒，这个方法是在enqueueMessage中调用的
下面看下enqueueMessage的代码：

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) 
        if (msg.target == null)    //没Handler调用是会抛异常的啊
            throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
        
        synchronized (this)        //锁住MessageQueue再往里添加消息。
            msg.markInUse();        //切换Message的使用状态为未使用。
            msg.when = when;        //我们设置的延迟发送的时间。
            //经过下面的逻辑，Message将会被“储存”在MessageQueue中。实际上，Message在MessageQueue中的储存方式，
            //是使用Message.next逐个向后指向的单链表结构来储存的。比如：A.next = B, B.next = C...
            Message p = mMessages;  //尝试获取当前Message
            boolean needWake;
            if (p == null || when == 0 || when < p.when) 
                // 如果为null，说明是第一条。
                msg.next = p;   
                mMessages = msg;    //设置当前的Message为传入的Message，也就是作为第一条。
                needWake = mBlocked;
             else 
            
                needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
                Message prev;
                //不满足作为第一条Message的条件时，通过下面的逐步变换，将它放在最后面。这样便把Message“储存”到MessageQueue中了。
                for (;;) 
                    prev = p;
                    p = p.next;
                    if (p == null || when < p.when) 
                        break;
                    
                    if (needWake && p.isAsynchronous()) 
                        needWake = false;
                    
                
                msg.next = p; 
                prev.next = msg;
            

          
            if (needWake) 
                nativeWake(mPtr);
            
        
        return true;

为什么主线程创建Handler不用Looper
因为主线程在ActivityThread，也就是主线程初始化的时候通过Looper.prepareMainLooper()建立好了对应的Looper
注意ActivityThread并没有继承Thread，它的Handler是继承Handler的私有内部类H.class。在H.class的handleMessage()中，它接收并执行主线程中的各种生命周期状态消息。UI的16ms的绘制也是通过Handler来实现的。也就是说，主线程中的所有操作都是在Looper.prepareMainLooper()和Looper.loop()之间进行的。

ThreadLocal说明

这个在上面已经说过了，因为是非常的重要，所以在这里再强调一遍。Android中ThreadLocal的表现形式就是Looper，我们在Looper.prepare()中会创建一个Looper实例，并将其存入ThreadLocalMap中，而ThreadLoacalMap是属于特定线程的，这样不仅保证的线程安全，同时也将Looper和对应的线程关联起来了，Looper创建的时候也会创建一个对应的MessageQueue

HandlerThread

先来看一个HandlerThread使用的例子：

HandlerThread thread = new HandlerThread("MyHandlerThread");
thread.start();
mHandler = new Handler(thread.getLooper());
mHandler.post(new Runnable()...);

再看下HandlerThread的源码

public class HandlerThread extends Thread 
    int mPriority;
    int mTid = -1;
    Looper mLooper;

    public HandlerThread(String name) 
        super(name);
        mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;
    
    protected void onLooperPrepared() 
    

    @Override
    public void run() 
        mTid = Process.myTid();
        Looper.prepare();
        synchronized (this) 
            mLooper = Looper.myLooper();
            notifyAll();
        
        Process.setThreadPriority(mPriorityHandler看这一篇就够了


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