Android Looper和Handler

Android Looper和Handler

Message：消息，其中包含了消息ID，消息处理对象以及处理的数据等，由MessageQueue统一列队，终由Handler处理。
Handler：处理者，负责Message的发送及处理。使用Handler时，需要实现handleMessage(Message
msg)方法来对特定的Message进行处理，例如更新UI等。
MessageQueue：消息队列，用来存放Handler发送过来的消息，并按照FIFO规则执行。当然，存放Message并非实际意义的保存，而是将Message以链表的方式串联起来的，等待Looper的抽取。
Looper：消息泵，不断地从MessageQueue中抽取Message执行。因此，一个MessageQueue需要一个Looper。
Thread：线程，负责调度整个消息循环，即消息循环的执行场所。

Android系统的消息队列和消息循环都是针对具体线程的，一个线程可以存在（当然也可以不存在）一个消息队列和一个消 息循环（Looper），特定线程的消息只能分发给本线程，不能进行跨线程，跨进程通讯。但是创建的工作线程默认是没有消息循环和消息队列的，如果想让该 线程具有消息队列和消息循环，需要在线程中首先调用Looper.prepare()来创建消息队列，然后调用Looper.loop()进入消息循环。
如下例所示：

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();
}
}
这样你的线程就具有了消息处理机制了，在Handler中进行消息处理。
Activity是一个UI线程，运行于主线程中，Android系统在启动的时候会为Activity创建一个消息队列和消息循环（Looper）。详细实现请参考ActivityThread.java文件Android应用程序进程在启动的时候，会在进程中加载ActivityThread类，并且执行这个类的main函数，应用程序的消息循环过程就是在这个main函数里面实现的public final class ActivityThread {
......

public static final void main(String[] args) {
......

Looper.prepareMainLooper();

......

ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);

......

Looper.loop();

......

thread.detach();

......
}
}这个函数做了两件事情，一是在主线程中创建了一个ActivityThread实例，二是通过Looper类使主线程进入消息循环中，这里我们只关注后者。        首先看Looper.prepareMainLooper函数的实现，这是一个静态成员函数，定义在frameworks/base/core/java/android/os/Looper.java文件中：

1 //Looper类分析

2 //没找到合适的分析代码的办法，只能这么来了。每个重要行的上面都会加上注释

3 //功能方面的代码会在代码前加上一段分析

4 public class Looper {

5 //static变量，判断是否打印调试信息。

6 private static final boolean DEBUG = false;

7 private static final boolean localLOGV = DEBUG ? Config.LOGD : Config.LOGV;

8

9 // sThreadLocal.get() will return null unless you've called prepare().

10 //线程本地存储功能的封装，TLS，thread local storage,什么意思呢？因为存储要么在栈上，例如函数内定义的内部变量。要么在堆上，例如new或者malloc出来的东西

11 //但是现在的系统比如Linux和windows都提供了线程本地存储空间，也就是这个存储空间是和线程相关的，一个线程内有一个内部存储空间，这样的话我把线程相关的东西就存储到

12 //这个线程的TLS中，就不用放在堆上而进行同步操作了。

13 private static final ThreadLocal sThreadLocal = new ThreadLocal();

14 //消息队列，MessageQueue，看名字就知道是个queue..

15 final MessageQueue mQueue;

16 volatile boolean mRun;

17 //和本looper相关的那个线程，初始化为null

18 Thread mThread;

19 private Printer mLogging = null;

20 //static变量，代表一个UI Process（也可能是service吧，这里默认就是UI）的主线程

21 private static Looper mMainLooper = null;

22

23 /** Initialize the current thread as a looper.

24 * This gives you a chance to create handlers that then reference

25 * this looper, before actually starting the loop. Be sure to call

26 * {@link #loop()} after calling this method, and end it by calling

27 * {@link #quit()}.

28 */

29 //往TLS中设上这个Looper对象的，如果这个线程已经设过了ｌｏｏｐｅｒ的话就会报错

30 //这说明，一个线程只能设一个looper

31 public static final void prepare() {

32 if (sThreadLocal.get() != null) {

33 throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");

34 }

35 sThreadLocal.set(new Looper());

36 }

37

38 /** Initialize the current thread as a looper, marking it as an application's main

39 * looper. The main looper for your application is created by the Android environment,

40 * so you should never need to call this function yourself.

41 * {@link #prepare()}

42 */

43 //由framework设置的UI程序的主消息循环，注意，这个主消息循环是不会主动退出的

44 //

45 public static final void prepareMainLooper() {

46 prepare();

47 setMainLooper(myLooper());

48 //判断主消息循环是否能退出....

49 //通过quit函数向looper发出退出申请

50 if (Process.supportsProcesses()) {

51 myLooper().mQueue.mQuitAllowed = false;

52 }

53 }

54

55 private synchronized static void setMainLooper(Looper looper) {

56 mMainLooper = looper;

57 }

58

59 /** Returns the application's main looper, which lives in the main thread of the application.

60 */

61 public synchronized static final Looper getMainLooper() {

62 return mMainLooper;

63 }

64

65 /**

66 * Run the message queue in this thread. Be sure to call

67 * {@link #quit()} to end the loop.

68 */

69 //消息循环，整个程序就在这里while了。

70 //这个是static函数喔！

71 public static final void loop() {

72 Looper me = myLooper();//从该线程中取出对应的looper对象

73 MessageQueue queue = me.mQueue;//取消息队列对象...

74 while (true) {

75 Message msg = queue.next(); // might block取消息队列中的一个待处理消息..

76 //if (!me.mRun) {//是否需要退出？mRun是个volatile变量，跨线程同步的，应该是有地方设置它。

77 // break;

78 //}

79 if (msg != null) {

80 if (msg.target == null) {

81 // No target is a magic identifier for the quit message.

82 return;

83 }

84 if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(

85 ">>>>> Dispatching to " + msg.target + " "

86 + msg.callback + ": " + msg.what

87 );

88 msg.target.dispatchMessage(msg);

89 if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(

90 "<<<<< Finished to " + msg.target + " "

91 + msg.callback);

92 msg.recycle();

93 }

94 }

95 }

96

97 /**

98 * Return the Looper object associated with the current thread. Returns

99 * null if the calling thread is not associated with a Looper.

100 */

101 //返回和线程相关的looper

102 public static final Looper myLooper() {

103 return (Looper)sThreadLocal.get();

104 }

105

106 /**

107 * Control logging of messages as they are processed by this Looper. If

108 * enabled, a log message will be written to <var>printer</var>

109 * at the beginning and ending of each message dispatch, identifying the

110 * target Handler and message contents.

111 *

112 * @param printer A Printer object that will receive log messages, or

113 * null to disable message logging.

114 */

115 //设置调试输出对象，looper循环的时候会打印相关信息，用来调试用最好了。

116 public void setMessageLogging(Printer printer) {

117 mLogging = printer;

118 }

119

120 /**

121 * Return the {@link MessageQueue} object associated with the current

122 * thread. This must be called from a thread running a Looper, or a

123 * NullPointerException will be thrown.

124 */

125 public static final MessageQueue myQueue() {

126 return myLooper().mQueue;

127 }

128 //创建一个新的looper对象，

129 //内部分配一个消息队列，设置mRun为true

130 private Looper() {

131 mQueue = new MessageQueue();

132 mRun = true;

133 mThread = Thread.currentThread();

134 }

135

136 public void quit() {

137 Message msg = Message.obtain();

138 // NOTE: By enqueueing directly into the message queue, the

139 // message is left with a null target. This is how we know it is

140 // a quit message.

141 mQueue.enqueueMessage(msg, 0);

142 }

143

144 /**

145 * Return the Thread associated with this Looper.

146 */

147 public Thread getThread() {

148 return mThread;

149 }

150 //后面就简单了，打印，异常定义等。

151 public void dump(Printer pw, String prefix) {

152 pw.println(prefix + this);

153 pw.println(prefix + "mRun=" + mRun);

154 pw.println(prefix + "mThread=" + mThread);

155 pw.println(prefix + "mQueue=" + ((mQueue != null) ? mQueue : "(null"));

156 if (mQueue != null) {

157 synchronized (mQueue) {

158 Message msg = mQueue.mMessages;

159 int n = 0;

160 while (msg != null) {

161 pw.println(prefix + " Message " + n + ": " + msg);

162 n++;

163 msg = msg.next;

164 }

165 pw.println(prefix + "(Total messages: " + n + ")");

166 }

167 }

168 }

169

170 public String toString() {

171 return "Looper{"

172 + Integer.toHexString(System.identityHashCode(this))

173 + "}";

174 }

175

176 static class HandlerException extends Exception {

177

178 HandlerException(Message message, Throwable cause) {

179 super(createMessage(cause), cause);

180 }

181

182 static String createMessage(Throwable cause) {

183 String causeMsg = cause.getMessage();

184 if (causeMsg == null) {

185 causeMsg = cause.toString();

186 }

187 return causeMsg;

188 }

189 }

190 }

那怎么往这个消息队列中发送消息呢？？调用looper的static函数myQueue可以获得消息队列，这样你就可用自己往里边插入消息了。不过这种方法比较麻烦，这个时候handler类就发挥作用了。先来看看handler的代码，就明白了。

1 class Handler{

2 ..........

3 //handler默认构造函数

4 public Handler() {

5 //这个if是干嘛用的暂时还不明白，涉及到java的深层次的内容了应该

6 if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {

7 final Class<? extends Handler> klass = getClass();

8 if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&

9 (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {

10 Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +

11 klass.getCanonicalName());

12 }

13 }

14 //获取本线程的looper对象

15 //如果本线程还没有设置looper，这回抛异常

16 mLooper = Looper.myLooper();

17 if (mLooper == null) {

18 throw new RuntimeException(

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

20 }

21 //无耻啊，直接把looper的queue和自己的queue搞成一个了

22 //这样的话，我通过handler的封装机制加消息的话，就相当于直接加到了looper的消息队列中去了

23 mQueue = mLooper.mQueue;

24 mCallback = null;

25 }

26 //还有好几种构造函数，一个是带callback的，一个是带looper的

27 //由外部设置looper

28 public Handler(Looper looper) {

29 mLooper = looper;

30 mQueue = looper.mQueue;

31 mCallback = null;

32 }

33 // 带callback的，一个handler可以设置一个callback。如果有callback的话，

34 //凡是发到通过这个handler发送的消息，都有callback处理，相当于一个总的集中处理

35 //待会看dispatchMessage的时候再分析

36 public Handler(Looper looper, Callback callback) {

37 mLooper = looper;

38 mQueue = looper.mQueue;

39 mCallback = callback;

40 }

41 //

42 //通过handler发送消息

43 //调用了内部的一个sendMessageDelayed

44 public final boolean sendMessage(Message msg)

45 {

46 return sendMessageDelayed(msg, 0);

47 }

48 //FT，又封装了一层，这回是调用sendMessageAtTime了

49 //因为延时时间是基于当前调用时间的，所以需要获得绝对时间传递给sendMessageAtTime

50 public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)

51 {

52 if (delayMillis < 0) {

53 delayMillis = 0;

54 }

55 return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);

56 }

57

58

59 public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)

60 {

61 boolean sent = false;

62 MessageQueue queue = mQueue;

63 if (queue != null) {

64 //把消息的target设置为自己，然后加入到消息队列中

65 //对于队列这种数据结构来说，操作比较简单了

66 msg.target = this;

67 sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);

68 }

69 else {

70 RuntimeException e = new RuntimeException(

71 this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");

72 Log.w("Looper", e.getMessage(), e);

73 }

74 return sent;

75 }

76 //还记得looper中的那个消息循环处理吗

77 //从消息队列中得到一个消息后，会调用它的target的dispatchMesage函数

78 //message的target已经设置为handler了，所以

79 //最后会转到handler的msg处理上来

80 //这里有个处理流程的问题

81 public void dispatchMessage(Message msg) {

82 //如果msg本身设置了callback，则直接交给这个callback处理了

83 if (msg.callback != null) {

84 handleCallback(msg);

85 } else {

86 //如果该handler的callback有的话，则交给这个callback处理了---相当于集中处理

87 if (mCallback != null) {

88 if (mCallback.handleMessage(msg)) {

89 return;

90 }

91 }

92 //否则交给派生处理,基类默认处理是什么都不干

93 handleMessage(msg);

94 }

95 }

96 ..........

97 }

生成

Message msg = mHandler.obtainMessage();

msg.what = what;

msg.sendToTarget();

发送

MessageQueue queue = mQueue;

if (queue != null) {

msg.target = this;

sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);

}

在Handler.java的sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)方法中，我们看到，它找到它所引用的MessageQueue，然后将Message的target设定成自己（目的是为了在处理消息环节，Message能找到正确的Handler），再将这个Message纳入到消息队列中。
抽取

Looper me = myLooper();

MessageQueue queue = me.mQueue;

while (true) {

Message msg = queue.next(); // might block

if (msg != null) {

if (msg.target == null) {

// No target is a magic identifier for the quit message.

return;

}

msg.target.dispatchMessage(msg);

msg.recycle();

}

}

在Looper.java的loop()函数里，我们看到，这里有一个死循环，不断地从MessageQueue中获取下一个（next方法）Message，然后通过Message中携带的target信息，交由正确的Handler处理（dispatchMessage方法）。

处理

if (msg.callback != null) {

handleCallback(msg);

} else {

if (mCallback != null) {

if (mCallback.handleMessage(msg)) {

return;

}

}

handleMessage(msg);

}

在Handler.java的dispatchMessage(Message msg)方法里，其中的一个分支就是调用handleMessage方法来处理这条Message，而这也正是我们在职责处描述使用Handler时需要实现handleMessage(Message
msg)的原因。
至于dispatchMessage方法中的另外一个分支，我将会在后面的内容中说明。
至此，我们看到，一个Message经由Handler的发送，MessageQueue的入队，Looper的抽取，又再一次地回到Handler的怀抱。而绕的这一圈，也正好帮助我们将同步操作变成了异步操作。

3）剩下的部分，我们将讨论一下Handler所处的线程及更新UI的方式。
在主线程（UI线程）里，如果创建Handler时不传入Looper对象，那么将直接使用主线程（UI线程）的Looper对象（系统已经帮我们创建了）；在其它线程里，如果创建Handler时不传入Looper对象，那么，这个Handler将不能接收处理消息。在这种情况下，通用的作法是：

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();

}

}

在创建Handler之前，为该线程准备好一个Looper（Looper.prepare），然后让这个Looper跑起来（Looper.loop），抽取Message，这样，Handler才能正常工作。
因此，Handler处理消息总是在创建Handler的线程里运行。而我们的消息处理中，不乏更新UI的操作，不正确的线程直接更新UI将引发异常。因此，需要时刻关心Handler在哪个线程里创建的。

如何更新UI才能不出异常呢？SDK告诉我们，有以下4种方式可以从其它线程访问UI线程：

· Activity.runOnUiThread(Runnable)

· View.post(Runnable)

· View.postDelayed(Runnable,
long)

· Handler
其中，重点说一下的是View.post(Runnable)方法。在post(Runnable
action)方法里，View获得当前线程（即UI线程）的Handler，然后将action对象post到Handler里。在Handler里，它将传递过来的action对象包装成一个Message（Message的callback为action），然后将其投入UI线程的消息循环中。在Handler再次处理该Message时，有一条分支（未解释的那条）就是为它所设，直接调用runnable的run方法。而此时，已经路由到UI线程里，因此，我们可以毫无顾虑的来更新UI。
4） 几点小结
· Handler的处理过程运行在创建Handler的线程里
· 一个Looper对应一个MessageQueue
· 一个线程对应一个Looper
· 一个Looper可以对应多个Handler
· 不确定当前线程时，更新UI时尽量调用post方法