安卓Handler消息处理机制详解

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了安卓Handler消息处理机制详解相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

    消息处理机制可以算得上是每个安卓开发入行最先接触的机制之一。它为我们提供了一种线程间通信方式。本文就讲解Handler提供的各种用法以及其运行机理。

1.基本使用介绍

首先简单的demo展示Handler的基本使用,从使用入手进行讲解。

public class HandlerTest 
    private static final int MESSAGE_NO = 1;

    private static final int ONE_SECOND_WAIT = 1000;

    private Handler mHandler;

    private Handler mCallbackHandler;

    private Runnable mRunnable = new Runnable() 
        @Override
        public void run() 
            mHandler.post(new Runnable() 
                @Override
                public void run() 
                    // 1 最优先判断此Runnable的存在,且仅执行此callback
                    // doing something...
                
            );
            // 建议使用obtain生成Message,obtain提供对象池化管理。
            Message msg = Message.obtain();
            msg.what = MESSAGE_NO;
            // sendMessage 方式发送消息
            mCallbackHandler.sendMessageDelayed(msg, ONE_SECOND_WAIT);
            // post方式发送消息
            // 内部会创建一个message并把此Runnable赋给message.callback
            mCallbackHandler.post(new Runnable() 
                @Override
                public void run() 
                    // 1 最优先判断此Runnable的存在,且仅执行此callback
                    // doing something...
                
            );
        
    ;

    public HandlerTest() 
        // 创建Handler没有主动传入Looper,构造方法内部会自行获取当前线程的Looper。
        // 如果线程没有Looper,构造时会抛异常。
        mHandler = new Handler() 
            @Override
            public void handleMessage(@NonNull Message msg) 
                // doing something...
            
        ;
        // 构造传入 Handler.Callback
        mCallbackHandler = new Handler(new Handler.Callback() 
            @Override
            public boolean handleMessage(@NonNull Message msg) 
                // 2 如果没有 Message callback,执行本方法
                // return true: 仅执行本方法,阻断Handler的handleMessage执行
                // return false: 除执行本Callback的handleMessage外,还会执行Handler的handleMessage
                return false;
            
        ) 
            @Override
            public void handleMessage(@NonNull Message msg) 
                // 3 如果1、2放行后才执行本方法
                // doing something...
            
        ;
    

一、Handler消息执行的三种回调及其执行优先级:

1 如果Message.callback存在,优先处理Message.callback且仅处理此callback

    Message callback是什么?

    实际就是Handler.post系列传入的Runnable

2 如果没有Message callback,则判断是否存在Handler.Callback,存在则优先执行Handler.Callback的handleMessage,且如果返回true表示拦截,不再执行Handler的handleMessage回调;

3 如果1、2都没有拦截,执行Handler的handleMessage回调。

    总的来说,1 Message有callback,只执行callback;2 其次判断执行Handler.Callback的handleMessage,Handler.Callback.handleMessage回调返回true表示禁止Handler.handleMessage回调;3 如果1、2没有阻止,最后会执行Handler.handleMessage回调。

三种回调对于使用者来说如何使用:

  1. Message.callback: 使用者通过post方式发送消息传入的Runnable参数,就是Message的callback,对应1类的回调处理;
  2. Handler.Callback: Handler提供的Callback接口,Handler提供了两种构造方法接收Callback类型参数,就是Handler的mCallback。使用者通过带有Callback参数的两种构造创建Handler,即注册了此Callback;
  3. Handler的handleMessage回调: 在没有1Message.callback和没有2Handler.Callback或2的回调返回false不拦截的情况下,执行此回调,用户直接override此方法即可。

注:回调最终是通过Looper执行的,因此消息执行线程与Looper线程一致,使用者通过给Hanler传入指定Looper来确定消息执行在哪个线程。

二、消息发送

主要有两种发送消息方式:

1 sendMessage 方式

提供如下方式

public final boolean sendMessage(Message msg)

    return sendMessageDelayed(msg, 0);


public final boolean sendEmptyMessage(int what)

    return sendEmptyMessageDelayed(what, 0);


public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) 
    Message msg = Message.obtain();
    msg.what = what;
    return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);


public final boolean sendEmptyMessageAtTime(int what, long uptimeMillis) 
    Message msg = Message.obtain();
    msg.what = what;
    return sendMessageAtTime(msg, uptimeMillis);


public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)

    if (delayMillis < 0) 
        delayMillis = 0;
    
    return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);


public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) 
    MessageQueue queue = mQueue;
    if (queue == null) 
        RuntimeException e = new RuntimeException(
                this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
        Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
        return false;
    
    return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);


public final boolean sendMessageAtFrontOfQueue(Message msg) 
    MessageQueue queue = mQueue;
    if (queue == null) 
        RuntimeException e = new RuntimeException(
            this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
        Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
        return false;
    
    return enqueueMessage(queue, msg, 0);

总言之就是组织Message和执行时间最终调用到sendMessageAtTime

public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) 
    MessageQueue queue = mQueue;
    if (queue == null) 
        RuntimeException e = new RuntimeException(
                this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
        Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
        return false;
    
    return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);

2 post 方式

提供如下方式

public final boolean post(Runnable r)

   return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);


public final boolean postAtTime(Runnable r, long uptimeMillis)

    return sendMessageAtTime(getPostMessage(r), uptimeMillis);


public final boolean postAtTime(Runnable r, Object token, long uptimeMillis)

    return sendMessageAtTime(getPostMessage(r, token), uptimeMillis);


public final boolean postDelayed(Runnable r, long delayMillis)

    return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), delayMillis);


public final boolean postAtFrontOfQueue(Runnable r)

    return sendMessageAtFrontOfQueue(getPostMessage(r));

post需要传入Runnable,post会自行创建Message,Runnable赋值为Message callback,就是前面讲的第一级优先处理的回调Message callback。

3 runWithScissors

一个特殊消息类型,阻塞式消息。

public final boolean runWithScissors(final Runnable r, long timeout) 
    if (r == null) 
        throw new IllegalArgumentException("runnable must not be null");
    
    if (timeout < 0) 
        throw new IllegalArgumentException("timeout must be non-negative");
    
    // 如果当前线程与handler创建Looper为同线程,则直接调用执行Runnable run方法
    if (Looper.myLooper() == mLooper) 
        r.run();
        return true;
    
    // 如果当前线程与handler非相同线程,则创建BlockingRunnable postAndWait
    BlockingRunnable br = new BlockingRunnable(r);
    return br.postAndWait(this, timeout);


private static final class BlockingRunnable implements Runnable 
    private final Runnable mTask;
    private boolean mDone;

    public BlockingRunnable(Runnable task) 
        mTask = task;
    

    @Override
    public void run() 
        // 4 自己就是post消息的callback,mTask既runWithScissors的Runnable
        try 
            mTask.run();
         finally 
            synchronized (this) 
                // 5 执行完毕,标记mDone并唤醒等待
                mDone = true;
                notifyAll();
            
        
    

    public boolean postAndWait(Handler handler, long timeout) 
        // 1 直接使用handler.post传入消息队列执行
        if (!handler.post(this)) 
            // 这里是消息队列退出post失败才会直接返回
            return false;
        

        synchronized (this) 
            // 2 设置了超时时间,
            if (timeout > 0) 
                final long expirationTime = SystemClock.uptimeMillis() + timeout;
                // 3 mDone等待消息回调[3]执行完毕由5标记
                while (!mDone) 
                    long delay = expirationTime - SystemClock.uptimeMillis();
                    if (delay <= 0) 
                        // 超时直接跳出
                        return false; // timeout
                    
                    try 
                        // 设置了超时时间,由[5]唤醒或者超时唤醒
                        wait(delay);
                     catch (InterruptedException ex) 
                    
                
             else 
                // 没有设置超时时间,一直等待[5]唤醒
                while (!mDone) 
                    try 
                        // 一直等待,由[5]唤醒
                        wait();
                     catch (InterruptedException ex) 
                    
                
            
        
        return true;
    

该消息与前面两个消息不同,前面两个消息不会阻塞当前线程,该消息会阻塞当前线程。

参数Runnable与post的Runnable参数作用相同,参数timeout超时时间。

运行机制:

首先判断当前Looper与Handler的Looper相同,说明当前线程就是Handler线程,直接调用Runnable.run,并没有利用消息机制,当然是阻塞的;

如果当前线程与Handler不是同一线程,则创建BlockingRunnable并postAndWait;这里的实际就是:

  1. 使用当前handler post本BlockingRunnable消息;
  2. 然后创建循环并wait等待,在run执行完毕后会mDone = true标记完成并notifyAll唤醒wait,唤醒后再次循环判断到mDone true则跳出循环,阻塞结束。如果设置了timeout,则发生超时仍未完成run并notifyAll,也会超时直接跳出阻塞。

    总之,runWithScissors的作用就是post消息到handler线程执行,并阻塞当前线程直到消息处理结束,如果设置有超时直接,则最多阻塞到超时。

三、获取Message消息对象

    Message类提供了一套obtain方法,满足使用者多种Message生成方式的需要。最主要的一点,obtain提供了Message对象池化管理。

public static Message obtain() 
    synchronized (sPoolSync) 
        if (sPool != null) 
            Message m = sPool;
            sPool = m.next;
            m.next = null;
            m.flags = 0; // clear in-use flag
            sPoolSize--;
            return m;
        
    
    return new Message();

obtain就是把sPool池链表头部从链表断开取出返回给调用者,原头部next作为新头部,如果池子空则直接new对象

void recycleUnchecked() 
    // Mark the message as in use while it remains in the recycled object pool.
    // Clear out all other details.
    flags = FLAG_IN_USE;
    what = 0;
    arg1 = 0;
    arg2 = 0;
    obj = null;
    replyTo = null;
    sendingUid = -1;
    when = 0;
    target = null;
    callback = null;
    data = null;

    synchronized (sPoolSync) 
        if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) 
            next = sPool;
            sPool = this;
            sPoolSize++;
        
    

recycleUnchecked:重置待回收message数据,把待回收message next指向池子链表头部,把头指针设置为当前待回收message作为新的头部。

从代码不难看出,Message对象池子是一个链表结构,从表头存取元素。使用者通过obtain获取实例对象,回收动作在消息处理后会自动回收,不需要使用者处理。

四、Asynchronous消息

异步消息的效果:就是在打下同步屏障后会只处理异步消息,普通消息只能等到去除屏障后才会被执行,否则即使looper空转等待,也不会执行普通消息。

使用方式:

生成异步消息:1 Handler提供了响应的几种构造接收boolean参数,传入true表示此Handler为异步消息专用,使用它发送消息时默认给消息打上异步标记msg.setAsynchronous(true); 2 使用Message的setAsynchronous给单个消息打上异步标记,使消息成为异步消息。

打上同步屏障:相当于打开异步消息处理开关,通过MessageQueue的postSyncBarrier(long when),它实际是post了一个特殊的Message,在when时间后生效,此后消息队列就只处理Asynchronous标记的消息而跳过同步消息,直到调用removeSyncBarrier关闭。

具体实现原理会在接下来的原理介绍中穿插讲解。

2.原理介绍

    简单概述其原理就是通过Handler对象发送消息,handler通过MessageQueue把消息根据执行时间when插入链表,等待Looper从loop轮询中唤醒(根据消息时间唤醒的)取消息链表中的最早的消息(特例:异步消息),根据dispatchMessage策略安排回调,如图:

 

一、enqueueMessage 入队:

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) 
    if (msg.target == null) 
        throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
    
    // message不能重复入队列,在消息入队、消息执行的处理中都有标记消息为InUse的动作,
    // 直到消息被执行完毕回收时会把状态重置。
    if (msg.isInUse()) 
        throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
    

    synchronized (this) 
        if (mQuitting) 
            IllegalStateException e = new IllegalStateException(
                    msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
            Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
            msg.recycle();
            return false;
        

        msg.markInUse();
        msg.when = when;
        Message p = mMessages;
        boolean needWake;
        // 判断:当前链表为空||当前要插入的消息when==0要立即执行||when<头节点when表示有更早的消息进来
        // 从这里可以看出,链表是按照时间由早到晚的从头节点向后排的。
        if (p == null || when == 0 || when < p.when) 
            // New head, wake up the event queue if blocked.
            // 把当前消息插在头部并设置为头结点
            msg.next = p;
            mMessages = msg;
            // 有更早要执行的消息进来,需要唤醒Looper更新
            needWake = mBlocked;
         else 
            // 这里标记needWake的意图是:当前头部是屏障消息(表示异步开关打开),
            // 待插入元素就是异步消息且是比现有最早异步消息还早,需要唤醒Looper更新。
            // (p.target == null表示p消息是异步消息的屏障消息,屏障消息的特点就是没有target,
            // 因为正常消息必须有target,否则在enqueueMessage开始时就会抛异常,
            // 而屏障消息是通过提供的特定接口生成的直接插入链表没有target检查)
            needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
            Message prev;
            // 使用p指针指示待插入元素应该next指向的位置,prev是待插入元素的前置元素,
            // 即 prev->msg->prev
            // 循环遍历链表,直到找到比待插入的when还要大的元素就是目标
            for (;;) 
                prev = p;
                p = p.next;
                // 由于链表从小到大排列,因此找到第一个比待插入元素when还要大的元素就是其后继
                if (p == null || when < p.when) 
                    break;
                
                // 遍历到这里,当前p指针指向的这个元素比带插入元素早且也是异步消息,
                // 说明待插入元素不是更早的异步消息,因此就不需要唤醒Looper更新了。
                if (needWake && p.isAsynchronous()) 
                    needWake = false;
                
            
			// 插入msg到指定位置:prev->msg->prev
            msg.next = p;
            prev.next = msg;
        

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

enqueueMessage前面有讲过,是发送消息时调用过来的,发送消息实际就是把消息按规则入队的动作。这里我们看一下enqueueMessage:

它的存储容器的是一个单项链表结构,链表根据message.when的大小按照从小到大的顺序储存消息,消息入队过程就是一个从头部插入链表的过程。

  1. 判断当前链表为空 || 待插入元素when==0 || when比头部元素小时,说明当前插入元素是 首个消息 || 需要立即执行的消息 || 当前最早的消息,需要把他插入头部并唤醒Looper让Looper安排处理
  2. 如果1的条件不成立,说明需要插入到链表中,代码中采取的方式是使用prev(前驱)p(后继)两个指针遍历链表,由于链表是从小到大排列的,因此遍历出现第一个比带插入元素大的消息就是后继,此时p指向第一个大的位置prev指向p的前驱,prev->msg->p即可插入。
  3. 关于唤醒:当消息插入头部时,说明是新的最早的消息,需要唤醒Looper更新操作;当头部是同步屏障时说明当前要处理的是异步消息,传入的消息是最早的异步消息时才需要唤醒。

二、Looper取消息进行处理:

public static void loop() 
    final Looper me = myLooper();
    if (me == null) 
        throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
    
    final MessageQueue queue = me.mQueue;

    // Make sure the identity of this thread is that of the local process,
    // and keep track of what that identity token actually is.
    Binder.clearCallingIdentity();
    final long ident = Binder.clearCallingIdentity();

    for (;;) 
        // 1 从MessageQueue取出待处理消息,如果没有需要当前立即处理的消息这里会阻塞等待
        Message msg = queue.next(); // might block
        // 运行中的MessageQueue只会返回message或阻塞等待不会返回null,除非是消息队列退出才会return null
        if (msg == null) 
            return;
        

        // 这里是提供监测消息处理耗时的维护日志,使用者通过setMessageLogging使用
        final Printer logging = me.mLogging;
        if (logging != null) 
            logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
                    msg.callback + ": " + msg.what);
        

        // 使用者通过setSlowDispatchThresholdMs设置阈值,耗时超过阈值才会
        final long slowDispatchThresholdMs = me.mSlowDispatchThresholdMs;
        // 使用者通过setTraceTag设置打开systrace
        final long traceTag = me.mTraceTag;
        if (traceTag != 0 && Trace.isTagEnabled(traceTag)) 
            Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg));
        
        final long start = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
        final long end;
        try 
            // 2 执行消息回调
            msg.target.dispatchMessage(msg);
            end = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
         finally 
            if (traceTag != 0) 
                Trace.traceEnd(traceTag);
            
        
        // 设置了>0的阈值且耗时>阈值才会打印耗时日志。
        if (slowDispatchThresholdMs > 0) 
            final long time = end - start;
            if (time > slowDispatchThresholdMs) 
                Slog.w(TAG, "Dispatch took " + time + "ms on "
                        + Thread.currentThread().getName() + ", h=" +
                        msg.target + " cb=" + msg.callback + " msg=" + msg.what);
            
        

        if (logging != null) 
            logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
        

        // Make sure that during the course of dispatching the
        // identity of the thread wasn't corrupted.
        final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
        if (ident != newIdent) 
            Log.wtf(TAG, "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
        msg.recycleUnchecked();
    

消息处理的入口在loop(),loop()的处理主要做了两点处理:

  1. 调用message.next获取待处理消息,
  2. msg.target.dispatchMessage执行回调,另外可以看到,dispatchMessage是Looper的loop方法执行的,dispatchMessage是执行在Handler的Looper线程里的,从而达到了夸线程处理的目的。

Looper的使用以及Looper是如何与线程绑定的在本文就不再展开讨论了。

dispatchMessage在前面一开始就讲解了,这里我们主要看一下next:

Message next() 
    // Return here if the message loop has already quit and been disposed.
    // This can happen if the application tries to restart a looper after quit
    // which is not supported.
    final long ptr = mPtr;
    if (ptr == 0) 
        return null;
    

    int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
    int nextPollTimeoutMillis = 0;
    for (;;) 
        if (nextPollTimeoutMillis != 0) 
            Binder.flushPendingCommands();
        
        // native方法,阻塞等待,设置nextPollTimeoutMillis是唤醒时间
        nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);

        synchronized (this) 
            // Try to retrieve the next message.  Return if found.
            final long now = SystemClock.uptimeMillis();
            Message prevMsg = null;
            Message msg = mMessages;
            // 判断头部消息是屏障消息
            if (msg != null && msg.target == null) 
                // 遍历寻找第一个异步消息的位置
                do 
                    prevMsg = msg;
                    msg = msg.next;
                 while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
            
            // 如果没有
            if (msg != null) 
                if (now < msg.when) 
                    // 当前时间还没有到达最早消息要执行的时间,计算还需要等待的时间nextPollTimeoutMillis
                    nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
                 else 
                    // Got a message.
                    mBlocked = false;
                    // 把目标message从链表截断取出
                    if (prevMsg != null) 
                        prevMsg.next = msg.next;
                     else 
                        mMessages = msg.next;
                    
                    msg.next = null;
                    if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
                    msg.markInUse();
                    return msg;
                
             else 
                // No more messages.
                nextPollTimeoutMillis = -1;
            

            // Process the quit message now that all pending messages have been handled.
            if (mQuitting) 
                dispose();
                return null;
            

            // If first time idle, then get the number of idlers to run.
            // Idle handles only run if the queue is empty or if the first message
            // in the queue (possibly a barrier) is due to be handled in the future.
            if (pendingIdleHandlerCount < 0
                    && (mMessages == null || now < mMessages.when)) 
                pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
            
            if (pendingIdleHandlerCount <= 0) 
                // 没有idle,进入下一次循环等待新消息
                mBlocked = true;
                continue;
            

            if (mPendingIdleHandlers == null) 
                mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];
            
            mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);
        

        // Run the idle handlers.
        // We only ever reach this code block during the first iteration.
        // 如果当前没有要执行的消息(消息队列空/还没有到最早的消息要执行的时间),执行IdlerHandler
        for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) 
            final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
            mPendingIdleHandlers[i] = null; // release the reference to the handler

            boolean keep = false;
            try 
                keep = idler.queueIdle();
             catch (Throwable t) 
                Log.wtf(TAG, "IdleHandler threw exception", t);
            

            if (!keep) 
                synchronized (this) 
                    mIdleHandlers.remove(idler);
                
            
        

        // Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again.
        pendingIdleHandlerCount = 0;

        // While calling an idle handler, a new message could have been delivered
        // so go back and look again for a pending message without waiting.
        nextPollTimeoutMillis = 0;
    

next里是一个无限循环,在nativePollOnce处可能阻塞等待,当有新消息入队需要主动唤醒或设置的超时到点唤醒就会跳出阻塞等待向下执行。

接下来,将目标消息指向链表头位置,即最早要执行的消息,然后判断同步屏障,如果开启,则向后定位到首个异步消息的位置作为目标消息指向位置。

然后再判断如果目标消息执行之间在当前时间之后,说明还没有到执行时间,把(when-now)作为新的等待时间;如果目标消息执行时间已经到了,说明目标消息就是当前要执行的消息,则返回当前目标消息。另外如果压根没有找到目标消息,即当前没有可用消息,则等待时间设置为-1。

目标消息没有到执行时间的情况/没有消息要执行的情况,会安排执行IdleHandler,执行完毕后进入下一次循环,把计算的等待时间赋给nativePollOnce让他继续阻塞等待。

    nativePollOnce是如何做到阻塞等待和定时唤醒的呢?我们现在知道的是调用nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis)设置超时时间,到达指定时间会自动唤醒;或者调用nativeWake(mPtr)直接唤醒,这个在前面enqueueMessage时出现过。那么我们就从这里入手简单看一下:

void NativeMessageQueue::pollOnce(JNIEnv* env, jobject pollObj, int timeoutMillis) 
    mPollEnv = env;
    mPollObj = pollObj;
    mLooper->pollOnce(timeoutMillis);
    mPollObj = NULL;
    mPollEnv = NULL;

    if (mExceptionObj) 
        env->Throw(mExceptionObj);
        env->DeleteLocalRef(mExceptionObj);
        mExceptionObj = NULL;
    

 nativePollOnce实际最终调用到Looper->pollOnce,这里整体看一下Looper的情况:

Looper::Looper(bool allowNonCallbacks) :
        mAllowNonCallbacks(allowNonCallbacks), mSendingMessage(false),
        mPolling(false), mEpollFd(-1), mEpollRebuildRequired(false),
        mNextRequestSeq(0), mResponseIndex(0), mNextMessageUptime(LLONG_MAX) 
    // 1 创建eventfd处理通知事件
    mWakeEventFd = eventfd(0, EFD_NONBLOCK | EFD_CLOEXEC);
    LOG_ALWAYS_FATAL_IF(mWakeEventFd < 0, "Could not make wake event fd: %s",
                        strerror(errno));

    AutoMutex _l(mLock);
    rebuildEpollLocked();


void Looper::rebuildEpollLocked() 
    // Close old epoll instance if we have one.
    if (mEpollFd >= 0) 
        close(mEpollFd);
    

    // Allocate the new epoll instance and register the wake pipe.
    // 2 创建epoll
    mEpollFd = epoll_create(EPOLL_SIZE_HINT);
    LOG_ALWAYS_FATAL_IF(mEpollFd < 0, "Could not create epoll instance: %s", strerror(errno));

    struct epoll_event eventItem;
    memset(& eventItem, 0, sizeof(epoll_event)); // zero out unused members of data field union
    eventItem.events = EPOLLIN;
    eventItem.data.fd = mWakeEventFd;
    // 3 epoll注册文件描述符mWakeEventFd
    int result = epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, mWakeEventFd, & eventItem);
    LOG_ALWAYS_FATAL_IF(result != 0, "Could not add wake event fd to epoll instance: %s",
                        strerror(errno));

    for (size_t i = 0; i < mRequests.size(); i++) 
        const Request& request = mRequests.valueAt(i);
        struct epoll_event eventItem;
        request.initEventItem(&eventItem);

        int epollResult = epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, request.fd, & eventItem);
        if (epollResult < 0) 
            ALOGE("Error adding epoll events for fd %d while rebuilding epoll set: %s",
                  request.fd, strerror(errno));
        
    


void Looper::wake() 
    uint64_t inc = 1;
    // write mWakeEventFd 触发IO事件,唤醒epoll_wait
    ssize_t nWrite = TEMP_FAILURE_RETRY(write(mWakeEventFd, &inc, sizeof(uint64_t)));
    if (nWrite != sizeof(uint64_t)) 
        if (errno != EAGAIN) 
            LOG_ALWAYS_FATAL("Could not write wake signal to fd %d: %s",
                    mWakeEventFd, strerror(errno));
        
    


int Looper::pollInner(int timeoutMillis) 
    // Adjust the timeout based on when the next message is due.
    if (timeoutMillis != 0 && mNextMessageUptime != LLONG_MAX) 
        nsecs_t now = systemTime(SYSTEM_TIME_MONOTONIC);
        int messageTimeoutMillis = toMillisecondTimeoutDelay(now, mNextMessageUptime);
        if (messageTimeoutMillis >= 0
                && (timeoutMillis < 0 || messageTimeoutMillis < timeoutMillis)) 
            timeoutMillis = messageTimeoutMillis;
        
    

    // Poll.
    int result = POLL_WAKE;
    mResponses.clear();
    mResponseIndex = 0;

    // We are about to idle.
    mPolling = true;

    struct epoll_event eventItems[EPOLL_MAX_EVENTS];
    // 等待IO事件唤醒,或者timeoutMillis超时唤醒
    int eventCount = epoll_wait(mEpollFd, eventItems, EPOLL_MAX_EVENTS, timeoutMillis);
    ...

我们只需要关注一下是如何等待和被唤醒的。可以看到:

  • pollInner函数中有epoll_wait动作:epoll_wait(mEpollFd, eventItems, EPOLL_MAX_EVENTS, timeoutMillis),阻塞等待就是在epoll_wait这里。
  • Looper构造时创建了epoll:epoll_create,并且注册了文件描述符mWakeEventFd:epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, mWakeEventFd, & eventItem)。
  • wake()有唤醒动作:write(mWakeEventFd, &inc, sizeof(uint64_t)),通过写文件IO动作触发epoll监听。

    可以看出,阻塞等待是epoll_wait造成的,他设置有超时唤醒,是我们在nativePollOnce传入的;另外wake()也可以直接唤醒epoll_wait,实际wake()就是由我们nativeWake调用到的,前面讲过的enqueueMessage时会评估调用。epoll机制在这里就不展开讲解了。

三、其他补充:新增监控消息处理日志信息,需要使用者设置打开。

        另外,在前面loop()代码讲解里,我们看到新版本Google给我们提供了一组针对消息处理的维测日志,用来监控消息处理耗时情况等,前面代码讲解在代码中有注释,这里再做一下总结:

public static void loop() 
    final Looper me = myLooper();
    if (me == null) 
        throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
    
    final MessageQueue queue = me.mQueue;

    Binder.clearCallingIdentity();
    final long ident = Binder.clearCallingIdentity();

    for (;;) 
        Message msg = queue.next(); // might block
        if (msg == null) 
            return;
        

        // 这里是提供监测消息处理耗时的维护日志,使用者通过setMessageLogging使用
        final Printer logging = me.mLogging;
        // 1 消息开始执行日志打印
        if (logging != null) 
            logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
                    msg.callback + ": " + msg.what);
        

        // 2 使用者通过setSlowDispatchThresholdMs设置阈值,耗时超过阈值才会
        final long slowDispatchThresholdMs = me.mSlowDispatchThresholdMs;
        // 3 使用者通过setTraceTag设置打开systrace
        final long traceTag = me.mTraceTag;
        // 3 systrace开始标签
        if (traceTag != 0 && Trace.isTagEnabled(traceTag)) 
            Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg));
        
        final long start = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
        final long end;
        try 
            // 执行消息回调
            msg.target.dispatchMessage(msg);
            end = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
         finally 
            // 3 systrace结束标签
            if (traceTag != 0) 
                Trace.traceEnd(traceTag);
            
        
        // 2 设置了>0的阈值且耗时>阈值才会打印耗时日志。
        if (slowDispatchThresholdMs > 0) 
            final long time = end - start;
            if (time > slowDispatchThresholdMs) 
                Slog.w(TAG, "Dispatch took " + time + "ms on "
                        + Thread.currentThread().getName() + ", h=" +
                        msg.target + " cb=" + msg.callback + " msg=" + msg.what);
            
        
        // 1 消息执行结束日志打印
        if (logging != null) 
            logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
        

        // Make sure that during the course of dispatching the
        // identity of the thread wasn't corrupted.
        final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
        if (ident != newIdent) 
            Log.wtf(TAG, "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);
        
        msg.recycleUnchecked();
    

1 打印消息处理开始和结束日志,其中包含msg.target/msg.callback/msg.what信息。

public interface Printer 
    void println(String x);


public void setMessageLogging(@Nullable Printer printer) 
    mLogging = printer;

通过Looper提供的setMessageLogging(@Nullable Printer printer)方法打开。需要传入Printer重写其println方法。

2 打印消息执行耗时情况。通过Looper提供的setSlowDispatchThresholdMs(long slowDispatchThresholdMs)方法,需要设置阈值时间>0。设置后,当消息执行时间大于阈值时会打印日志,日志包含耗时大小、msg.target、msg.callback、msg.what信息。

3 systrace。通过Looper提供的setTraceTag(long traceTag) 方法打开。

[转]Handler消息机制详解

能简单说得我们尽量不复杂:

为了避免ANR,我们会通常把 耗时操作放在子线程里面去执行,因为子线程不能更新UI,所以当子线程需要更新的UI的时候就需要借助到安卓的消息机制,也就是Handler机制了。

注意:在安卓的世界里面,当 子线程 在执行耗时操作的时候,不是说你的主线程就阻塞在那里等待子线程的完成——也不是调用 Thread.wait()或是Thread.sleep()。安卓采取的方法是,主线程应该为子线程提供一个Handler,以便完成时能够提交给主线程。以这种方式设计你的应用程序,将能保证你的主线程保持对输入的响应性并能避免由于5秒输入事件的超时引发的ANR对话框。

一个程序的运行,就是一个进程的在执行,一个进程里面可以拥有很多个线程。

  • 主线程:也叫UI线程,或称ActivityThread,用于运行四大组件和处理他们用户的交互。 ActivityThread管理应用进程的主线程的执行(相当于普通Java程序的main入口函数),在Android系统中,在默认情况下,一个应用程序内的各个组件(如Activity、BroadcastReceiver、Service)都会在同一个进程(Process)里执行,且由此进程的主线程负责执行。
    ActivityThread既要处理Activity组件的UI事件,又要处理Service后台服务工作,通常会忙不过来。为了解决此问题,主线程可以创建多个子线程来处理后台服务工作,而本身专心处理UI画面的事件。

  • 子线程: 用于执行耗时操作,比如 I/O操作和网络请求等。(安卓3.0以后要求耗访问网络必须在子线程种执行)更新UI的工作必须交给主线程,子线程在安卓里是不允许更新UI的。

一、 基本概念

什么是消息机制? —— 不同线程之间的通信。

什么安卓的消息机制,就是 Handler 运行机制。

安卓的消息机制有什么用? —— 避免ANR(Application Not Responding) ,一旦发生ANR,程序就挂了,奔溃了。

什么时候会触发ANR?(消息机制在什么时候用?) —— 以下两个条件任意一个触发的的时候就会发生ANR

  • 在activity中超过5秒的时间未能响应下一个事件
  • BroadcastReceive超过10未响应

造成以上两点的原因有很多,比如网络请求, 大文件的读取, 耗时的计算等都会引发ANR

如何避免ANR
首先明白两点:

  • 主线程不能执行耗时操作(避免ANR)
  • 子线程不能直接更新UI界面

结合起来这两点的解决办法是:把耗时操作放到子线程去执行,然后使用Handler去更新UI

注意:在安卓的世界里面,当 子线程 在执行耗时操作的时候,不是说你的主线程就阻塞在那里等待子线程的完成——也不是调用 Thread.wait()或是Thread.sleep()。安卓采取的方法是,主线程应该为子线程提供一个Handler,以便完成时能够提交给主线程。以这种方式设计你的应用程序,将能保证你的主线程保持对输入的响应性并能避免由于5秒输入事件的超时引发的ANR对话框。

网络请求, 大文件的读取, 复杂的计算等等这些都是耗时操作,耗时操作都应该写在子线程,但是安卓说了,除了主线程谁都不许更改UI,如果子线程更改UI,就会报出如下错误

android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: 
Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.

大概就是说,谁创建的View说更改,别人(子线程)少管闲事。

为什么系统不允许子线程更新UI
因为的UI控件不是线程安全的。
如果在多线程中并发访问可能会导致UI控件处于不可预期的状态,那为什么不对UI控件的访问加上 上锁机制 呢?因为有这么两个缺点:

  • 上锁会让UI控件变得复杂和低效
  • 上锁后会阻塞某些进程的执行
    对于手机系统来说,这两个缺点是不可接受的,所以最简单高效的方法就是 —— 采用单线程模型来处理UI操作。
    对开发者而言也不是很麻烦,只是通过Handler切换一下访问的线程的就好。

如何手动制造一个ANR呢
在Activitynew一个子线程。睡眠5秒以上,就可以啦。

public class MainActivity extends Activity {

    private TextView mTv;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mTv= (TextView) findViewById(R.id.mTv);
        mTv.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                Log.d("Test", "点击文字");
                try {
                    Thread.sleep(300000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        });

    }

}

如何演示子线程不能更改界面呢
给一个TextView弄一个点击事件,点击后new一个Thread,在这个线程的run()方法更改TextView的文字,这样就属于更改UI了,所以,不行了,挂了。

public class MainActivity extends Activity {

    private TextView mTv;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mTv= (TextView) findViewById(R.id.mTv);
        mTv.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                Log.d("Test", "点击文字");
                sonThreadUpdateUi();

            }
        });

    }

    private void sonThreadUpdateUi(){
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                mTv.setText("子线程想要更改界面");
            }
        }).start();
    }

}

?

技术分享
子线程更改界面,报错

报错如下:

?

技术分享
报错如图

Handler的简单使用
既然子线程不能更改界面,那么我们现在就借助Handler让我们更改一下界面:
主要步骤是这样子的:
1、new出来一个Handler对象,复写handleMessage方法
2、在需要执行更新UI的地方 sendEmptyMessage 或者 sendMessage
3、在handleMessage里面的switch里面case不同的常量执行相关操作

附上代码:

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.TextView;


public class MainActivity extends Activity {


    private TextView mTv;
    private Handler mHandler;
    private static final int MSG_UPDATE_TEXT = 0x2001; // 更新文本  方式一用的常量
    private static final int MSG_UPDATE_WAY_TWO = 0x2002;  // 更新文本 方式二用的常量

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        mHandler=new Handler(){
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                switch (msg.what){
                    case MSG_UPDATE_TEXT:
                        mTv.setText("让Handler更改界面");
                        break;

                    case MSG_UPDATE_WAY_TWO:
                        mTv.setText("让Handler更改界面方式二");
                        break;
                }
            }
        };



        mTv= (TextView) findViewById(R.id.mTv);
        mTv.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                Log.d("Test", "点击文字");

                // 方式一和方式二可以达到相同的效果,就是更改界面

                // 方式一
                //mHandler.sendEmptyMessage(MSG_UPDATE_TEXT);

                // 方式二
                Message msg =Message.obtain();
                msg.what= MSG_UPDATE_WAY_TWO;
                mHandler.sendMessage(msg);


            }
        });

    }

/*    private void sonThreadUpdateUi(){
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                mTv.setText("子线程想要更改界面");
            }
        }).start();
    }*/

}

附上效果图:

技术分享
通过Handler消息机制更新界面


?

二、消息机制的分析理解

安卓的异步消息处理机制就是handler机制。

主线程,ActivityThread被创建的时候就会创建Looper
Looper被创建的时候创建MessageQueue。
也就是说主线程会直接或简介创建出来Looper和MessageQueue。
具体创建解释,参考: Android异步消息处理机制完全解析,带你从源码的角度彻底理解(http://blog.csdn.net/guolin_blog/article/details/9991569)

Handler的工作机制简单来说是这样的

1、Handler发送消息仅仅是调用MessageQueue的enqueueMessage向插入一条信息到MessageQueue

2、Looper不断轮询调用MeaasgaQueue的next方法

3、如果发现message就调用handler的dispatchMessage,ldispatchMessage被成功调用,接着调用handlerMessage()

简图

技术分享
handler简图.png

1、Handler的铁三角—— Handler、MessageQueue和Lopper

android的消息机制就是指Handler机制,Handler机制的运行需要MeeageQueue和Looper的辅助。

注意: 我们常常用Handler来更新UI,但是不是说Handler就是把用来更新UI的,我们的耗时的I/O操作,读取文件,访问网络等等都是可以在Handler里面操作的

2、MessageQueue(消息队列)的工作原理

MeaasgeQueue源码

  • MessageQueue中文翻译就是消息队列,它内部存储了一组信息,存放的是Message,以队列的形式对外提供了插入和删除的工作(虽然名字叫做队列,但是其内部的 存储结构是单链表)

主要 插入 和 读取 两个操作,这两个操作对应着两个方法:

  • 插入(入队) enqueueMessage(Message msg, long when)
  • 读取(出队) next()

enqueueMessage方法

    boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
        if (msg.target == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
        }
        if (msg.isInUse()) {
            throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
        }

        synchronized (this) {
            if (mQuitting) {
                IllegalStateException e = new IllegalStateException(
                        msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
                Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
                msg.recycle();
                return false;
            }

            msg.markInUse();
            msg.when = when;
            Message p = mMessages;
            boolean needWake;
            if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
                // New head, wake up the event queue if blocked.
                msg.next = p;
                mMessages = msg;
                needWake = mBlocked;
            } else {
                // Inserted within the middle of the queue.  Usually we don‘t have to wake
                // up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
                // and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
                needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
                Message prev;
                for (;;) {
                    prev = p;
                    p = p.next;
                    if (p == null || when < p.when) {
                        break;
                    }
                    if (needWake && p.isAsynchronous()) {
                        needWake = false;
                    }
                }
                msg.next = p; // invariant: p == prev.next
                prev.next = msg;
            }

            // We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
            if (needWake) {
                nativeWake(mPtr);
            }
        }
        return true;
    }


next方法
next方法在这里是一个无限循环的方法,如果消息队列里面没有消息,那么他就会处于阻塞状态,当有新的消息到来的时,next就会返回这条消息并且将其从单链表中移除。

Message More ...next() {
128        // Return here if the message loop has already quit and been disposed.
129        // This can happen if the application tries to restart a looper after quit
130        // which is not supported.
131        final long ptr = mPtr;
132        if (ptr == 0) {
133            return null;
134        }
135
136        int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
137        int nextPollTimeoutMillis = 0;
138        for (;;) {
139            if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
140                Binder.flushPendingCommands();
141            }
142
143            nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
144
145            synchronized (this) {
146                // Try to retrieve the next message.  Return if found.
147                final long now = SystemClock.uptimeMillis();
148                Message prevMsg = null;
149                Message msg = mMessages;
150                if (msg != null && msg.target == null) {
151                    // Stalled by a barrier.  Find the next asynchronous message in the queue.
152                    do {
153                        prevMsg = msg;
154                        msg = msg.next;
155                    } while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
156                }
157                if (msg != null) {
158                    if (now < msg.when) {
159                        // Next message is not ready.  Set a timeout to wake up when it is ready.
160                        nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
161                    } else {
162                        // Got a message.
163                        mBlocked = false;
164                        if (prevMsg != null) {
165                            prevMsg.next = msg.next;
166                        } else {
167                            mMessages = msg.next;
168                        }
169                        msg.next = null;
170                        if (false) Log.v("MessageQueue", "Returning message: " + msg);
171                        return msg;
172                    }
173                } else {
174                    // No more messages.
175                    nextPollTimeoutMillis = -1;
176                }
177
178                // Process the quit message now that all pending messages have been handled.
179                if (mQuitting) {
180                    dispose();
181                    return null;
182                }
183
184                // If first time idle, then get the number of idlers to run.
185                // Idle handles only run if the queue is empty or if the first message
186                // in the queue (possibly a barrier) is due to be handled in the future.
187                if (pendingIdleHandlerCount < 0
188                        && (mMessages == null || now < mMessages.when)) {
189                    pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
190                }
191                if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {
192                    // No idle handlers to run.  Loop and wait some more.
193                    mBlocked = true;
194                    continue;
195                }
196
197                if (mPendingIdleHandlers == null) {
198                    mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];
199                }
200                mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);
201            }
202
203            // Run the idle handlers.
204            // We only ever reach this code block during the first iteration.
205            for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {
206                final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
207                mPendingIdleHandlers[i] = null; // release the reference to the handler
208
209                boolean keep = false;
210                try {
211                    keep = idler.queueIdle();
212                } catch (Throwable t) {
213                    Log.wtf("MessageQueue", "IdleHandler threw exception", t);
214                }
215
216                if (!keep) {
217                    synchronized (this) {
218                        mIdleHandlers.remove(idler);
219                    }
220                }
221            }
222
223            // Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again.
224            pendingIdleHandlerCount = 0;
225
226            // While calling an idle handler, a new message could have been delivered
227            // so go back and look again for a pending message without waiting.
228            nextPollTimeoutMillis = 0;
229        }
230    }

3、Looper的工作原理

Looper中文翻译是轮询器或者消息泵或者循环。个人还是叫做轮询器比较形象一些。

3.1、Looper的作用

Looper是一个轮询器,它的作用不断轮询MessageQueue,当如果有新的消息就交给Handler处理,如果轮询不到新的消息,那就自身就处于阻塞状态。

3.2、Looper的构造函数创建了MessageQueue

我们通过查看Loop而这个类,可以发现的他的构造方法里面创建了一个MessageQueue,然后将当前线程的对象保存起来

    private Looper(boolean quitAllowed) {
        mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
        mThread = Thread.currentThread();
    }

3.3、new Handler的hanlder不能没有Looper

new出来一个Handler但是没有创建Looper的话就会报错。

"Can‘t create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"); ,

解决办法就是new Handler的时候加上Looper.prepare();

如下代码中,如果handler2加上Looper.prepare();没有就会报错

public class MainActivity extends Activity {   
    private Handler handler1;  
    private Handler handler2;  

    @Override  
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
        super.onCreate(savedInstanceState);  
        setContentView(R.layout.activity_main);  
        handler1 = new Handler();  
        new Thread(new Runnable() {  
            @Override  
            public void run() {  
                Looper.prepare();  
                handler2 = new Handler();  
            }  
        }).start();  
    }  

}

3.4、主线程(ActivityThread),被创建的时候就会创建一个Looper

线程默认是没有Looper的,但是为什么在主线程没有创建的Looper就可以使用Handler?主线程是特别的。主线程,也就是ActivityThread,主线程被创建的时候就会创建一个Looper,这点是比较特殊的,也正因为这点,所以我们在主线程创建了Handler就直接能用了。

3.5、Looper的ThreadLocal

Looper有一个特殊的概念,那就是ThreadLocal,(他并不是线程),他的作用是帮助Handler获得当前线程的Looper(多个线程可能有多个Looper)

Looper 的几个方法

  • 创建:
    • Looper.prepare() : 为当前线程创建一个Looper
    • prepareMainLooper() : UI线程(ActivityThread)创建Looper的
  • 开启:

    • Looper.loop() : 开启消息轮询
  • 退出

    • quit() : 直接退出Looper
    • quitSafely() : 设定一个标记,只有当目前已有消息处理完毕之后才会执行退出操作。

      注意:当Looper退出后,Handler就无法发送消息,send出去的消息会返回false;当我们在子线程中创建了Looper并且所有的消息都处理完毕的时候,要记得调用 quit 方法,不让这个Looper就一直处于阻塞状态一直那么等待下去

Looper这个类里面最重要的方法就是loop()开启消息循环这个方法了,看一下代码:

    Run the message queue in this thread. Be sure to call quit() to end the loop.
108
109    public static void More ...loop() {
110        final Looper me = myLooper();
111        if (me == null) {
112            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn‘t called on this thread.");
113        }
114        final MessageQueue queue = me.mQueue;
115
116        // Make sure the identity of this thread is that of the local process,
117        // and keep track of what that identity token actually is.
118        Binder.clearCallingIdentity();
119        final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
120
121        for (;;) {
122            Message msg = queue.next(); // might block
123            if (msg == null) {
124                // No message indicates that the message queue is quitting.
125                return;
126            }
127
128            // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
129            Printer logging = me.mLogging;
130            if (logging != null) {
131                logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
132                        msg.callback + ": " + msg.what);
133            }
134
135            msg.target.dispatchMessage(msg);
136
137            if (logging != null) {
138                logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
139            }
140
141            // Make sure that during the course of dispatching the
142            // identity of the thread wasn‘t corrupted.
143            final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
144            if (ident != newIdent) {
145                Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"
146                        + Long.toHexString(ident) + " to 0x"
147                        + Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
148                        + msg.target.getClass().getName() + " "
149                        + msg.callback + " what=" + msg.what);
150            }
151
152            msg.recycleUnchecked();
153        }
154    }

通过代码我们知道:looper方法是一个死循环,唯一跳出的循环的方式是MessageQueue的next方法返回null,但是基本上是不可能的。如果我们不手动调用quit或者quitSafely方法的话,MessageQueue的next方法是不可能返回null的。
因为当MessageQueue没有消息时,next方法会一直阻塞在那里,因为MessageQueue的next方法阻塞了,就导致Looper的loop方法也一直在阻塞了。
这里我们那一分为二的谈,

  • loop轮询不到消息:那么处于阻塞状态,然后就没有然后了,除了又轮询到了新的消息
  • loop轮到了新的消息:Looper就会处理消息
    • 1、msg.target.dispatchMessage(msg),这里的 msg.targe就是指Handler对象
    • 2、一圈下来,Handler发送的消息有交给了自己的dispatchMessage方法来处理了。(这个dispatchMessage方法不是Handler自己调用时,是与Handler相相关的Looper简介调用的),这样下来,就成功地将逻辑切换到指定的线程当中去了

4、Handler的工作原理

4.1、Handler主要工作

主要工作:消息的 发送 和 接受 。

4.2、Handler消息发送的形式

先附上两份最简单的日常正常使用post和send方式的代码

send方式sendEmptyMessage方法的小demo

public class MainActivity extends Activity {

    private static final int MSG_CHANGE_TEXT = 0x2001;
    private TextView mTv;

    private Handler handler = new Handler(){
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);

            switch (msg.what){
                case MSG_CHANGE_TEXT:
                    mTv.setText("send方式修改的文字");
                    break;
            }
        }
    };;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mTv= (TextView) findViewById(R.id.mTv);
        mTv.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                handler.sendEmptyMessage(MSG_CHANGE_TEXT);
            }
        });
    }
}

.
.
post方式的postDelayed方法的小demo

public class MainActivity extends Activity {
    private Handler handler;
    private TextView mTv;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        handler = new Handler();

        mTv = (TextView) findViewById(R.id.mTv);

        mTv.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                change();
            }
        });

    }

    private void change(){
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                handler.postDelayed(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        mTv.setText("啊哈哈哈");
                    }
                },300);
            }
        }).start();
    }
}

.
.

两种形式,post和send
其实post最终还是会调用send

Handler的部分post和send的源码

post部分

我们发现,5个关于post的方法里面,调来调去就是3个方法
sendMessageDelayed
sendMessageAtTime
sendMessageAtFrontOfQueue (postAtFrontOfQueue方法一家独有)

public final boolean post(Runnable r)
{
       return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}

public final boolean postAtTime(Runnable r, long uptimeMillis)
{
        return sendMessageAtTime(getPostMessage(r), uptimeMillis);
}

public final boolean postAtTime(Runnable r, Object token, long uptimeMillis)
{
        return sendMessageAtTime(getPostMessage(r, token), uptimeMillis);
}

public final boolean postDelayed(Runnable r, long delayMillis)
{
        return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), delayMillis);
}


public final boolean postAtFrontOfQueue(Runnable r)
{
        return sendMessageAtFrontOfQueue(getPostMessage(r));
}

.
.
send部分
我们发现,send相关的方法也有5个,这5个方法调用的就是这么几个方法
sendMessageDelayed
sendMessageAtTime
sendEmptyMessageDelayed (sendEmptyMessage方法一家独占)

public final boolean sendMessage(Message msg)
{
        return sendMessageDelayed(msg, 0);
}

public final boolean sendEmptyMessage(int what)
{
        return sendEmptyMessageDelayed(what, 0);
}

public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
        Message msg = Message.obtain();
        msg.what = what;
        return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);
}

public final boolean sendEmptyMessageAtTime(int what, long uptimeMillis) {
        Message msg = Message.obtain();
        msg.what = what;
        return sendMessageAtTime(msg, uptimeMillis);
}


public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
        if (delayMillis < 0) {
            delayMillis = 0;
        }
        return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}

殊途同归,最后10 个方法都进入了enqueueMessage方法

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
        msg.target = this;
        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}

我们看到,5个post方法,5个send方法,这10个方法加起来调来调去也就是另外的4个方法,分别是

sendMessageDelayed (post和send都有调用)
sendMessageAtTime (post和send都有调用)
sendMessageAtFrontOfQueue (postAtFrontOfQueue方法一家独有)
sendEmptyMessageDelayed (sendEmptyMessage方法一家独占)

我们发现,sendMessageAtTime和sendMessageAtFrontOfQueue这两个方法最终都是调用Handler里面的enqueueMessage方法

sendMessageDelayed调用了sendMessageAtTime,sendMessageAtTime最后也是调用enqueueMessage

最曲折的路线,sendEmptyMessageDelayed调用了sendMessageDelayed,然后sendMessageDelayed sendMessageAtTime,最后sendMessageAtTime调用enqueueMessage。

也就是说,除了post方式的postAtFrontOfQueue方法所调用的sendMessageAtFrontOfQueue方法不用postAtTime,
其他的post和send加起来的9个方法都直接或者间接地调用了
postAtTime 方法。

.
.
小结

最终,5个send的方法和5和post的方法,post和send加起来的9个方法都利用postAtTime进入了enqueueMessage方法,

剩下1个的独特的postAtFrontOfQueue方法利用sendMessageAtFrontOfQueue也进入了enqueueMessage方法

Handler的enqueueMessage方法调用了MessageQueue里面的enqueueMessage,enqueueMessage就是让Hadler通过post或者send发送过来的Message进入到MessageQueue的队列。

4.3、Handler消息接收的形式

再一遍简要地附上handler工作形式

1、Handler发送消息仅仅是调用MessageQueue的enqueueMessage向插入一条信息到MessageQueue

2、Looper不断轮询调用MeaasgaQueue的next方法

3、如果发现message就调用handler的dispatchMessage,ldispatchMessage被成功调用,接着调用handlerMessage()

在4.2里面我们看了Handler的发送相关代码,接下来看一下接收的。

dispatchMessage方法

dispatchMessage会判断三种情况

1、如果是post发送来的message,那么就让这个message所持有的Runnable执行run方法,非常简单。
Message的Callback 是一个Runnable对象,Handler的post的重载的函数不管参数多少,肯定都是有Runnable的。

    private static void handleCallback(Message message) {
        message.callback.run();
    }

2、如果是利用Handler(Callback callback) 构造函数实例化的Handler,也就是构造函数里面传入了一个CallBack的对象,那么就执行这个Callback的handlerMessage。
利用这个接口和Handler的一个构造函数,我们可以这么创建Handler handler=new Handler(callback)来创建Handler;备注写明了这个接口的作用:可以创建一个Handler的实例但是不需要派生Handler的子类。对比我们日常中最经常做的,就是派生一个Handler的子类,复写handleMessage方法,而通过上面的代码,我们有了一种新的创建Handler方式,那就是不派生子类,而是通过Callback来实现。

这种方式非常少用。

看一下Handler里面的Callback这个接口的设计

    public interface Callback {
        public boolean handleMessage(Message msg);
    }

3、如果是send方法发送的,那么就执行handleMessage,这个方法我们非常熟悉了,google的给的备注的也说了,子类必须实现方法以接受这些Message。这也就是我们最常见的最常用的方式了。

    /**
     * Subclasses must implement this to receive messages.
     */
    public void handleMessage(Message msg) {
    }

本篇完
















































以上是关于安卓Handler消息处理机制详解的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

handle机制的原理

Android的handler机制的原理?

Android Handler消息机制详解

[转]Handler消息机制详解

Handler消息机制关键类详解

Handler消息机制关键类详解