handler

Posted 2020-07-21

 

画图说明：

 

我在学习和使用handler的时候，对与它相关的源代码进行的研究，说到handler机制，就要设计到5个类（画图），

Handler、MessageQueue、Looper、Thread、还有一个Message；

Message是消息，它由MessageQueue统一列队，由Handler处理。

Handler是处理者，他负责发送和处理Message消息。

MessageQueue指消息队列，它用来存放Handler发送过来的队列，并且按照先入先出的规则执行。

Looper的作用就像抽水的水泵，它不断的从MessageQueue中去抽取Message并执行。

Thread线程，是消息循环的执行场所。

知道了这几个类就可以说说消息机制的原理了，在创建Activity之前，当系统启动的时候，先加载ActivityThread这个类，在这个类的main函数中，调用Looper.prepareMainLooper()进行初始化Looper对象，然后创建主线程的handler对象，随后才创建ActivityThread对象，最后调用Looper.loop()方法，不断的进行轮询消息队列中的消息。也就是说，在ActivityThread和Activity创建之前，就已经开启了Looper的loop()方法，不断的进行轮询消息。

我们可以画图来说明handler机制的原理：

我们通过Message.obtain()准备消息数据之后，

第一步是使用sendMessage()：通过Handler将消息发送给消息队列

第二步、在发送消息的时候，使用message.target=this为handler发送的message贴上当前handler的标签

第三步、开启HandlerThread线程，执行run方法。

4、在HandlerThread类的run方法中开启轮询器进行轮询：调用Looper.loop()方法进行轮询消息队列的消息

5、在消息队列MessageQueue中enqueueMessage(Message msg, long when)方法里，对消息进行入列，即依据传入的时间进行消息入列（排队）

6、轮询消息：与此同时，Looper在不断的轮询消息队列

7、在Looper.loop()方法中，获取到MessageQueue对象后，从中取出消息（Message msg = queue.next()），如果没有消息会堵塞

8、分发消息：从消息队列中取出消息后，调用msg.target.dispatchMessage(msg);进行分发消息

9、将处理好的消息分发给指定的handler处理，即调用了handler的dispatchMessage(msg)方法进行分发消息。

10、在创建handler时，复写的handleMessage方法中进行消息的处理

11、回收消息：在消息使用完毕后，在Looper.loop()方法中调用msg.recycle()，将消息进行回收，即将消息的所有字段恢复为初始状态。

 12. what带字段,obj带数据,   创建方法 new Message 或 Message.obtain()

 

 

handler机制？即handler的作用

在android的UI开发中，我们经常会使用Handler来控制主UI程序的界面变化。有关Handler的作用，

我们总结为：与其他线程协同工作，接收其他线程的消息并通过接收到的消息更新主UI线程的内容。

我们假设在一个UI界面上面，有一个按钮，当点击这个按钮的时候，会进行网络连接，并把网络上的一个字符串拿下来显示到界面上的一个 TextView上面，这时就出现了一个问题，如果这个网络连接的延迟过大，可能是10秒钟甚至更长，那我们的界面将处于一直假死状态，而如果这段时间超 过5秒钟的话，程序会出现异常。

这时我们会想到使用线程来完成以上工作，即当按钮被按下的时候新开启一个线程来完成网络连接工作，并把得到的结果更新到UI上面。但是，这时候又会 出现另一个问题，在Android中，主线程是非线程安全的，也就是说UI的更新只能在本线程中完成，其他线程无法直接对主线程进行操作。

为了解决以上问题，Android设计了Handler机制，由Handler来负责与子线程进行通讯，从而让子线程与主线程之间建立起协作的桥梁，使Android的UI更新的问题得到完美的解决。接下来ATAAW.COM举例来诠释Handler的基本使用方法。

A、Handler的工作原理

一般情况下，在主线程中我们绑定了Handler，并在事件触发上面创建新的线程用于完成某些耗时的操作，当子线程中的工作完成之后，会对Handler发送一个完成的信号，而Handler接收到信号后，就进行主UI界面的更新操作。

B、Handler与子线程协作实例

1、创建Handler实现类，在主UI所在类中的内部类

1     class MyHandler extends Handler {   

2     public MyHandler() {   

1        }   

1     public MyHandler(Looper L) {   

1     super(L);   

1        }   

1        // 重写handleMessage方法,接受数据并更新UI   

1        @Override   

1     public void handleMessage(Message msg) {   

2     super.handleMessage(msg);   

1        //此处根据msg内容进行UI操作   

1            }   

1        } 

2、子线程的实现

1     class MyThread implements Runnable {   

1     public void run() {   

1                Message msg = new Message();   

1                Bundle b = new Bundle();  

1                b.putString("cmd", "update");   

1                msg.setData(b);   

1                MainActivity.this.myHandler.sendMessage(msg);//通知Handler更新UI   

2            }   

1        } 

通过以上的两个实现，我们只需要在MainActivity中声明MyHandler实例对象就可以完成线程之间的通讯和界面的更新操作。

MyHandler myHandler = newMyHandler(); 

 

调用流程

• Message类的obtain方法

  • 消息队列顺序的维护是使用单链表的形式来维护的

  • 把消息池里的第一条数据取出来，然后把第二条变成第一条

    if (sPool != null) { Message m = sPool; sPool = m.next; m.next = null; sPoolSize--; return m; }

• 创建Handler对象时，在构造方法中会获取Looper和MessageQueue的对象

  public Handler() {
      ...
      //拿到looper
      mLooper = Looper.myLooper();
      ...
      //拿到消息队列
      mQueue = mLooper.mQueue;
      mCallback = null;
  }
  

• 查看myLooper方法体，发现Looper对象是通过ThreadLocal得到的，在查找ThreadLocal的set方法时发现

  • Looper是直接new出来的，并且在Looper的构造方法中，new出了消息队列对象

    sThreadLocal.set(new Looper());
    
    private Looper() {
        mQueue = new MessageQueue();
        mRun = true;
        mThread = Thread.currentThread();
    }
    

  • sThreadLocal.set(new Looper())是在Looper.prepare方法中调用的

• prepare方法是在prepareMainLooper()方法中调用的

  public static final void prepareMainLooper() {
      prepare();
      ...
  }
  

• 在应用启动时，主线程要被启动，ActivityThread会被创建，在此类的main方法中

  public static final void main(String[] args) {
      ...
      //创建Looper和MessageQueue
      Looper.prepareMainLooper();
      ...
      //轮询器开始轮询
      Looper.loop();
      ...
  }
  

• Looper.loop()方法中有一个死循环

  while (true) {
      //取出消息队列的消息，可能会阻塞
      Message msg = queue.next(); // might block
      ...
      //解析消息，分发消息
      msg.target.dispatchMessage(msg);
      ...
  }
  

• Linux的一个进程间通信机制：管道（pipe）。原理：在内存中有一个特殊的文件，这个文件有两个句柄（引用），一个是读取句柄，一个是写入句柄

• 主线程Looper从消息队列读取消息，当读完所有消息时，进入睡眠，主线程阻塞。子线程往消息队列发送消息，并且往管道文件写数据，主线程即被唤醒，从管道文件读取数据，主线程被唤醒只是为了读取消息，当消息读取完毕，再次睡眠

• Handler发送消息，sendMessage的所有重载，实际最终都调用了sendMessageAtTime

  public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)
  {
     ...
      //把消息放到消息队列中
      sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
     ...
  }
  

• enqueueMessage把消息通过重新排序放入消息队列

  final boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
      ...
      final boolean needWake;
      synchronized (this) {
         ...
          //对消息的重新排序，通过判断消息队列里是否有消息以及消息的时间对比
          msg.when = when;
  
          Message p = mMessages;
          //把放入消息队列的消息置为消息队列第一条消息
          if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
              msg.next = p;
              mMessages = msg;
              needWake = mBlocked; // new head, might need to wake up
          } else {
              //判断时间顺序，为刚放进来的消息寻找合适的位置
              Message prev = null;
              while (p != null && p.when <= when) {
                  prev = p;
                  p = p.next;
              }
              msg.next = prev.next;
              prev.next = msg;
              needWake = false; // still waiting on head, no need to wake up
          }
      }
      //唤醒主线程
      if (needWake) {
          nativeWake(mPtr);
      }
      return true;
  }
  

• Looper.loop方法中，获取消息，然后分发消息

  //获取消息队列的消息
   Message msg = queue.next(); // might block
   ...
  //分发消息，消息由哪个handler对象创建，则由它分发，并由它的handlerMessage处理  
   msg.target.dispatchMessage(msg);
  

• message对象的target属性，用于记录该消息由哪个Handler创建，在obtain方法中赋值