Android Handler消息机制深入浅出

尊重原创:http://blog.csdn.net/yuanzeyao/article/details/38408493

作为Android开发人员，Handler这个类应该是再熟悉不过了，因为几乎任何App的开发，都会使用到Handler这个类，有些同学可能就要说了，我完全可以使用AsyncTask代替它，这个确实是可以的，但是其实AsyncTask也是通过Handler实现的，具体的大家可以去看看源码就行了，Handler的主要功能就是实现子线程和主线程的通信，例如在子线程中执行一些耗时操作，操作完成之后通知主线程跟新UI(因为Android是不允许在子线程中跟新UI的)。

下面就使用一个简单的例子开始这篇文章吧

public class MainActivity extends Activity
{
  public static final int MSG_DOWNLOAD_FINISH=0X001;
  //创建一个Handler的匿名内部类
  private Handler handler=new Handler()
  {

    @Override
    public void handleMessage(Message msg)
    {
      switch(msg.what)
      {
        case MSG_DOWNLOAD_FINISH:
          Log.v("yzy", "handler所在的线程id是-->"+Thread.currentThread().getName());
          break;
      }
    }

  };

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

  //启动一个下载线程
  public void download(View view)
  {
    new Thread()
    {
      public void run() {
        try
        {
          Log.v("yzy", "下载子线程的Name是--->"+Thread.currentThread().getName());
          //在子线程运行，模拟一个下载任务
          Thread.sleep(2000);
          //下载完成后，发送下载完成消息
          handler.sendEmptyMessage(MSG_DOWNLOAD_FINISH);
        } catch (InterruptedException e)
        {
          e.printStackTrace();
        }
      };
    }.start();
  }

运行结果：
08-03 16:31:46.418: V/yzy(30486): 下载子线程的Name是--->Thread-22588
08-03 16:31:48.421: V/yzy(30486): handler所在的线程Name是-->main

 

 

上面例子就是模拟了一个下载任务，当下载完成后,通过Handler对象发送一个消息，最后被handlerMessage方法接收并处理，通过运行结果可以发现，download方法是在子线程中完成的，而handlerMessage是在UI线程中被调用的。到了这里一个简单的Handler使用案例就结束了，如果你已经明白了上面的代码，那么说明你已经明白了Handler的最基本使用。
下面再来一个简单的例子：

 

public void postRun(View view)
  {
    new Thread(){
      public void run() {
        try
        {
          Log.v("yzy", " 下载子线程的Name是--->"+Thread.currentThread().getName());
          Thread.sleep(2000);
          handler.post(new Runnable()
          {

            @Override
            public void run()
            {
              Log.v("yzy", "handler post run -->"+Thread.currentThread().getName());
            }
          });
        } catch (InterruptedException e)
        {
          e.printStackTrace();
        }

      };

    }.start();

  }

运行结果：
08-03 16:31:52.528: V/yzy(30486):  下载子线程的Name是--->Thread-22589
08-03 16:31:54.531: V/yzy(30486): handler post run -->main

 

在Handler中除了可以发送Message对象还可以发送Runnable对象，从运行结果来看发送的Runnable也是在main线程中执行的
那么是不是通过handler发出的Message和Runnable都是在UI线程中执行的呢，这个可不一定，现在我在onCreate方法中创建一个handler2

 

HandlerThread thread=new HandlerThread("yzy");
    thread.start();

    handler2=new Handler(thread.getLooper())
    {
      public void handleMessage(Message msg) {
        switch(msg.what)
        {
          case MSG_DOWNLOAD_FINISH:
            Log.v("yzy", "handler所在的线程Name是-->"+Thread.currentThread().getName());
            break;
        }

      };
    };

然后将上面代码中使用handler的地方换为handler2,然后运行代码：代码中创建了一个名称为"yzy"的线程，然后再yzy线程中初始化了handler2
结果如下：
08-03 17:07:10.571: V/yzy(8224): 下载子线程的Name是--->Thread-23005
08-03 17:07:12.574: V/yzy(8224): handler所在的线程Name是-->yzy

我们发现通过handler2发出的Message和Runnable都是在yzy线程中执行的。
如果对于上面的代码和运行结果你都知道原因，那么说明你已经对Handler的使用非常熟悉了，如果不清楚上面的运行结果，那么请往下继续吧

开始分析原因之前我想提出以下几个问题：
１、Handler发出的Message和Runnable是如何传递到UI线程的？
2、在什么情况下通过Handler发出的Message和Runnable不会传递到UI线程？
3、为什么我是在HandlerThread初始化一个Handler？

下面我们就逐一解决上述问题吧，在解决问题之前我们需要分析一个Hanlder这个类的源码。


首先看看Handler的构造函数，它有好几个构造函数，我们一个个的看吧

 

 

//无参构造函数
  public Handler() {
        //检查Handler是否是static的，如果不是的，那么有可能导致内存泄露，具体可以百度
        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());
            }
        }
        //很重要的一个属性，暂时就将Looper理解成一个消息队列的管理者吧，用来从消息队列中取消息的，稍后会分析这个类
        mLooper = Looper.myLooper();
        if (mLooper == null) {
            //这个异常非常常见哦，Handler一定要在有Looper的线程上执行，这个也就是为什么我在HandlerThread中初始化Handler
            //而没有在Thread里面初始化，如果在Thread里面初始化需要先调用Looper.prepare方法
            throw new RuntimeException(
                "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
        }
        //将mLooper里面的消息队列复制到自身的mQueue,这也就意味着Handler和Looper是公用一个消息队列
        mQueue = mLooper.mQueue;
        //回调函数默认是Null
        mCallback = null;
    }

    //这个和上面一样的，只不过传入了一个回调函数
    public Handler(Callback callback) {
        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;
    }

    /**
     * 传入一个Looper,并和Looper公用一个消息队列
     */
    public Handler(Looper looper) {
        mLooper = looper;
        mQueue = looper.mQueue;
        mCallback = null;
    }

    /**
     * 和上面一个差不多，就不在赘述
     */
    public Handler(Looper looper, Callback callback) {
        mLooper = looper;
        mQueue = looper.mQueue;
        mCallback = callback;
    }

看了Handler的构造函数，发现Hanlder里面有一个消息队列，这个消息队列是从Looper里面传入的，并且Handler需要在有Looper的线程中调用。既然它和Looper关系这么紧密，我们看看Looper到底是什么东西吧，打开Looper的源码，顶部看到这样的一个例子：

 

 

*  class LooperThread extends Thread {
  *      public Handler mHandler;
  *
  *      public void run() {
  *          Looper.prepare();
  *
  *          mHandler = new Handler() {
  *              public void handleMessage(Message msg) {
  *                  // process incoming messages here
  *              }
  *          };
  *
  *          Looper.loop();
  *      }
  *

这个就是为了说明Handler只能在有Looper的线程中创建，UI线程是有Looper的，对于没有Looper的线程，需要调用Loope.prepare,Looper.loop等函数，如上例。
那我们正式进入Looper的源码看看吧

 

 

//Looper的构造函数，主要是对消息队列等属性初始化
     private Looper() {
        mQueue = new MessageQueue();
        mRun = true;
        //记录所在线程
        mThread = Thread.currentThread();
    }

   //在上面的例子中,看到当在一个没有Looper的线程中创建Handler,就需要执行这个函数，
   //这个函数主要是new 一个Looper，燃火放入ThreadLocal中保存，做到一个线程就创建一次。第二次调用这个方法会抛出异常的
    public static final void prepare() {
        if (sThreadLocal.get() != null) {
            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
        }
        sThreadLocal.set(new Looper());
    }

    //prepare是创建并保存，这个方法就是取出Looper
    public static final Looper myLooper() {
        return (Looper)sThreadLocal.get();
    }

    //这个方法是给系统调用的，UI线程通过调用这个线程，从而保证UI线程里有一个Looper
    //需要注意：如果一个线程是UI线程，那么myLooper和getMainLooper是同一个Looper,通过这个代码很好理解
    public static final void prepareMainLooper() {
        prepare();
        setMainLooper(myLooper());
        if (Process.supportsProcesses()) {
            myLooper().mQueue.mQuitAllowed = false;
        }
    }



    //获得UI线程的Looper,通常我想Hanlder的handleMessage在UI线程执行时通常会new  Handler(getMainLooper());
    public synchronized static final Looper getMainLooper() {
        return mMainLooper;
    }

    /**
     *  上面的例子是执行了这个方法的，这个方法是一个死循环，一直从消息队列中读取消息，并分发出去
     */
    public static final void loop() {
        //得到本线程的Looper
        Looper me = myLooper();
        //拿到消息队列
        MessageQueue queue = me.mQueue;
        while (true) {
            //从消息队列中拿一个消息
            Message msg = queue.next(); // might block
            //取到了一个消息
            if (msg != null) {
                //这个一般不等于Null,通常就是发出这个Message的Handler
                if (msg.target == null) {
                    // No target is a magic identifier for the quit message.
                    return;
                }
                if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
                        ">>>>> Dispatching to " + msg.target + " "
                        + msg.callback + ": " + msg.what
                        );
                //调用Handler的dispatchMessage方法
                msg.target.dispatchMessage(msg);
                if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
                        "<<<<< Finished to    " + msg.target + " "
                        + msg.callback);
                //将消息放入消息池
                msg.recycle();
            }
        }
    }

    //返回Looper的消息队列
    public static final MessageQueue myQueue() {
        return myLooper().mQueue;
    }

 看了Looper的源码之后总结一下：
  在一个线程的run方法里面先调用prepare方法，主要保证了该线程里面有了一个Looper对象，如果在这个线程里面创建一个Hanlder,那么看看上面Handler的空的构造方法，Handler里面的Looper就是线程里面保存的Looper,从而可以创建的Handler和线程公用一个Looper,也就是公用一个消息队列。说的更具体一点就是Hanlder和Looper所在的线程公用一个消息队列。最后调用loop方法，这个线程不断从消息队列取消息，然后调用Hanlder的dispatchMessage方法。
  
最后看看Handler的其他几个比较重要的方法吧

 

 

//在Handler中发送一个消息到消息队列，类似的方法很多，我只选了这一个
   public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)
    {
        boolean sent = false;
        MessageQueue queue = mQueue;
        if (queue != null) {
            //将target设置成了Handler
            msg.target = this;
            sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
        }
        else {
            RuntimeException e = new RuntimeException(
                this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
            Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
        }
        return sent;
    }
    //这个方法是在loop方法中被调用的
     public void dispatchMessage(Message msg) {
        //首先检查msg中callback（是一个Runnable对象）是否为Null,如果不为null，则直接调用callback中的run方法
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            //检查Handler中的callback是否为空,如果不为空，则直接调用callback中的handleMessage，如果返回TRUE，则直接返回不在调用Handler中的handleMessage
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }
            //最后调用Handler中的handlerMessage
            handleMessage(msg);
        }
    }

在前面的例子中，我们曾经使用过Handler中的post方法，我们看看它是怎么实现的

 

 

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

 private final Message getPostMessage(Runnable r) {
       Message m = Message.obtain();
       m.callback = r;
       return m;
   }


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

我想如果前面明白了的，这个就不用我说了的吧。
其实在Activity中有一个方法runOnUiThread，就是使用这个原理实现的，如下：

 

 

//让Runnable在UI线程执行
        public final void runOnUiThread(Runnable action) {
        //如果当前线程不是UI线程，那么通过Handler转发到UI线程
        if (Thread.currentThread() != mUiThread) {
            mHandler.post(action);
        } else {
            action.run();
        }
    }

View里面也有类似的方法：

 

 

public boolean post(Runnable action) {
        Handler handler;
        if (mAttachInfo != null) {
            handler = mAttachInfo.mHandler;
        } else {
            // Assume that post will succeed later
            ViewRoot.getRunQueue().post(action);
            return true;
        }

        return handler.post(action);
    }

原理是上面是一样的。
  根据上面的学习，可以得出结论：
  1、如果Handler是在UI线程创建的，那么Handler和UI线程共享消息队列，所以通过Hanlder发出的消息都是在UI线程中执行的
  2、如果要让Handler发出的消息在子线程中执行，很简单，在创建Handler的时候传入子线程的Looper(通过Looper.prepare创建)
  到这里相信在前面我提及的三个问题都已经有答案了吧，如果有没有明白的，欢迎留言。。。。