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。。。。