Handler系列之原理分析

Posted 2020-08-25 梦一场yu

　　上一节我们讲解了Handler的基本使用方法，也是平时大家用到的最多的使用方式。那么本节让我们来学习一下Handler的工作原理吧！！！

　　我们知道android中我们只能在ui线程(主线程)更新ui信息，那么你们知道为什么只能通过Handler机制更新ui吗？其实最根本的目的就是解决多线程并发的问题。

　　假设在一个Activity中有多个线程去更新ui，并且都没有加锁，那么会是什么样子？

　　　　导致的结果就是更新界面错乱。

　　如果对更新ui的操作都进行加锁处理的话又产生什么问题哪？

　　　　性能下降。

　　处于对以上问题的考虑，Android给我们提供了一套更新ui的机制，我们只需要遵守这样的机制就可以了。根本不用去关心多线程问题，因为所有更新ui的操作，都是在主线程的消息队列当中通过轮训处理的。

 

<一>Handler机制的角色和职责

　　　　1　　MessageQueue  消息队列

　　　　　　　　存储消息的容器，可以向其中添加、取出消息。遵循先进先出的原则。

　　　　2　　Handler 

　　　　　　　　负责将消息发向消息容器即MessageQueue中。

　　　　3　　Looper 轮训器

　　　　　　　　通过调用自身的loop方法，不断的从消息队列当中取出消息并发送给target(即handler)处理消息。当消息队列当中没有轮训消息时，它就处于堵塞状态。

　　来个实际图来看一下Handler的工作原理：

　　　　

 

<二>Handler机制工作原理分析

　　Handler机制要想起作用有三个步骤：

　　　　1　　创建Looper

　　　　2　　创建Handler

　　　　3　　调用Looper的loop方法，循环消息

　　　　下面让我们来看看android中，如何去遵循这三点的，在那之前，先普及一下一个知识：

　　　　　　默认整个应用程序，都是通过ActivityThread类启动的，在ActivityThread类当中，负责创建我们所有的Activity，并回调每个Activity中的生命周期方法。在ActivityThread类中，默认会去创建一个线程，这个线程叫做main线程(主线程)。所有的应用程序，更新ui的操作，都是在这个main线程中进行的。

　　创建Looper和调用loop方法的工作，Android SDK 已经为我们做好了，所以我们在平时使用的时候，只需要创建Handler并发送消息即可。下面我们跟随Android源码看看它是怎么做的。入口是ActivityThread的main方法。

跟进Looper的prepareMainLooper方法

跟进prepare方法

　　这里我们需要对ThreadLocal类进行一下解释，ThreadLocal在我们的线程当中用于去保存一些变量信息，默认情况下，创建一个与线程相关的一个对象，是通过threadLocal存储的，threadLocal有set和get方法，set是把变量设置到threadLocal当中 ，get方法是获取出来。因为当前线程是ui线程，默认情况下threadLocal是没有存储的，所以为null，所以不走if而是new Looper对象之后在存储，下面我们在看看初始化Looper的时候做了哪些事情！

我们看到，在创建Looper轮训器的时候，自动的创建了消息队列MessageQuene。也就是说默认的情况下，android为我们自动创建了主线程的Looper和MessageQuene。

那么Handler怎么和我们的MessageQuene消息队列联系在一起的那？因为之前不是说handler发出的消息是发送到消息队列中了吗？

原因还要看我们在创建Handler的时候做了那些事情，跟进Handler初始化源码发现最终调用的是下面这个构造器创建实例的。

    public Handler(Callback callback, boolean async) {
        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();
        if (mLooper == null) {
            throw new RuntimeException(
                "Can\'t create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
        }
        mQueue = mLooper.mQueue;
        mCallback = callback;
        mAsynchronous = async;
    }

跟进Looper的myLooper方法

    public static @Nullable Looper myLooper() {
        return sThreadLocal.get();
    }

看到了什么？sThreadLocal是不是很熟悉，没错它就是ThreadLocal对象。默认情况下android为我们创建了主线程Looper对象并存储在sThreadLocal中，所以此处返回的就是主线程的Looper对象，也就是说我们在创建Handler的时候，它就和消息队列关联起来了。

那么当我们使用handler发送消息的时候，不管使用哪一种方法，一步一步跟进源码发现最终调用的都是Handler的sendMessageAtTime方法

    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);
    }

看代码可知，在发送消息的时候消息队列不能为null，继续跟进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);
    }

可以看到，消息最终发送到了消息队列当中。那么消息是怎么轮训的那？前面已经提过，是通过Looper的loop方法，那么来看看吧！！！

可以看到loop方法里面的机制就是一个死循环，不断的从消息队列中取出消息，然后发送给target(handler对象)的dispatchMessage方法，跟进去！！！

一般情况下我们发送消息的时候没有给Message的callback赋值，所以第一个if条件不满足。下面的mCallback是在我们初始化Handler的时候才被初始化，Handler初始化有一种方法Handler(Callback callback)，此处的参数就是给mCallback赋值的。我们一般初始化Handler的时候使用的是空参数的构造器，所以导致mCallback未被初始化，所以会直接走handleMessage(msg)方法，也就是我们初始化Handler时重写的handleMessage方法。至此，Handler工作的机制就开始工作了，你、了解了吗？

下面让我们看看如果我们选择的是带Callback参数的初始化方式逻辑又会是什么样那，请看初始化代码：

    Handler mHandler = new Handler(new Handler.Callback() {
        @Override
        public boolean handleMessage(Message msg) {
            Log.d(TAG,"callback参数-------handleMessage");
            return true;//此处的返回值会影响下面的handleMessage方法是否调用
            //false     调用
            //true      不调用
        } }){
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            Log.d(TAG,"重写handler的-------handleMessage方法");
            super.handleMessage(msg);

        }
    };

根据上面的源码分析我们知道此处Callback参数中的handleMessage方法的返回值会影响到下面第二个handleMessage方法是否调用。经过验证，return true  则不调用 ，return false则调用。

　　最会通过一张图，看一下Handler的原理：

　　　　

 　　　更形象一点，可以看下图：

　　　　

　　好了，Android中的Handler机制工作原理我已经介绍完毕！！！参考了幕课网中《Android面试常客Handler详解》，大家如果没有明白可以去该网站自行学习。下篇我将介绍如何在子线程创建Handler。