Android Handler,Message, MessageQueue ,Looper关系?

对于Android开发者来说,Handler是我们经常使用的一个异步线程的工具,它一般是配合Looper,Message来进行的,接下来我们将从源码的角度来看看它是怎么进行异步通讯的。

Handler的作用:

  • 在UI线程中获取,处理消息
  • 在工作线程中发消息

Handler的使用:

(1)接收消息
Handler mHandler = new Handler() {
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        switch (msg.what) {
            case JUMP_TO_MAIN_ACTIVITY:
                startPage(getContext(), MainActivity.class);
                break;
            case JUMP_TO_GUID_ACTIVITY:
                startPage(getContext(), GuideActivity.class);
                break;
        }
    }
};

注意:重写的handleMessage(Message msg)方法传回来的msg 就是子线程通过Handler发过来的消息,我们将在UI线程更新UI的操作。

点击进入Handler的源码发现,Handler初始化时也初始化了以下的实例:

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


//从本地线程变量sThreadLocal,获取一个Looper对象
public static @Nullable Looper myLooper() {
    return sThreadLocal.get();
}
//获取主线程的Looper 实例
public static Looper getMainLooper() {
    synchronized (Looper.class) {
        return sMainLooper;
    }
}


注意:在非主线中实例化Handler会抛异常,如下:

new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run () {
          mHandler1 = new Handler();
      }
  }).start();

handleMessage(msg)这个方法就是文章开始,初始化Handler的时候复写的方法。
这样就会抛出异常:

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

怎么修改才能不抛出异常呢?得改成这样:

new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run () {
            Looper.prepare();
            mHandler1 = new Handler();
            Looper.loop();
        }
    }). start();

没错,加上Looper.prepare()和Looper.loop()就不会报错啦!

Looper 在线程中都会先调用Looper.prepare()和Looper.loop() 两个方法。在主线程中Activity 中已经自己调用,所以在子线程使用时得自己写。

那么我们去看看这两个方法到底做了啥:

01: looper.prepare()方法
public static void prepare() {
    prepare(true);
}
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
    if (sThreadLocal.get() != null) {
        throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
    }
    sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}

prepare ()方法就是往sThreadLocal添加一个Looper对象嘛。那么sThreadLocal又是何方神圣呢?

static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();

这是本地的一个ThreadLocal,专门存放Looper对象的一个集合。

注意:在当前线程中只能创建一个Looper实例和一个对应的MessageQueue, 否则会抛出异常:

"Only one Looper may be created per thread”
02: looper.loop()方法

看源码:

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 (;;) {
        Message msg = queue.next(); // might block
        if (msg == null) {
            // No message indicates that the message queue is quitting.
            return;
        }


        // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
        Printer logging = me.mLogging;
        if (logging != null) {
            logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
                    msg.callback + ": " + msg.what);
        }


       //注意:这里是一个handler
        msg.target.dispatchMessage(msg);

handler里还有好几个post和send的方法最终都调用的sendMessageAtTime()方法,看看sendMessageAtTime()方法里有啥?
        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)获取一个Looper对象,和一个messageQueue对象,
(2)for (;;) {}死循环的遍历messageQueue获取message,每个message.target就是一个handler对象,所以说每个handler携带了发送消息的handler,
(3)handler调用dispatchMessage(msg),发送的住线程中

public void dispatchMessage(Message msg) {
    if (msg.callback != null) {
        handleCallback(msg);
    } else {
        if (mCallback != null) {
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                return;
            }
        }


        handleMessage(msg);
    }
}

handleMessage(msg)这个方法就是文章开始,初始化Handler的时候复写的方法。

(2)发送消息
 Message msg = Message.obtain();
         msg.obj = data;
         msg.what = 0;
      // 发送这个消息到消息队列中
        (1) mHandler.sendMessage(msg);
        (2) mHandler.sendEmptyMessageDelayed(2000, 0);
        (3) mHandler.post(new Runnable() {
                                @Override
                           public void run() {
                                   // 在Post中操作UI组件ImageView
                                 
                                 }
        (4) runOnUiThread();
        .......

有好几个方法都可以把非UI线程的数据发送到UI线程处理。看看具体的源码:

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

handler里还有好几个post和send的方法最终都调用的sendMessageAtTime()方法,看看sendMessageAtTime()方法里有啥?

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);
}

handler里的 enqueueMessage 方法里又有啥呢?

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

这里调用的居然是MessageQueue里的 enqueueMessage()方法,那这里面又有啥奥秘呢?

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;
}

msg.target就是handler对象,先判断是否为空,在判断是否被使用,然后在把当前的message对象插入消息队列,消息队列的消息是按待处理时间排序的。这样在messageQueue中则有了消息的对象。looper.loop()方法循环的时候就能找到message,则消息就能传入主线程,进而在非UI线程改变UI的操作。

Looper负责的是创建一个MessageQueue对象,然后进入到一个无限循环体中不断取出消息,而这些消息都是由一个或者多个Handler进行创建处理。

Messages的源码比较简单,没有分析。

怎么样?是否对Handler,Message,MessageQueue,Looper关系更加了解一点呢?不了解也没有关系,多看几遍源码就会明白了,要相信聪明的自己。

有啥不妥的地方,欢迎大家留言指教!

参考链接:
http://www.cloudchou.com/android/post-388.html
http://www.jianshu.com/p/36a978b6cacc

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