Android中handler的使用及原理---学习笔记

Handler类的基本介绍以及使用：

Android中UI操作是线程不安全的操作，如果有多个线程并发操作UI组件，就会出现线程安全问题，所以Android中制定了一个规则：在Android中只允许主线程（UI线程）修改Activity中的UI组件但是现在问题又来了，在开发中我们会需要在子线程中更新UI组件的情况，那怎么进行处理呢？其实Handler就是为了解决这种问题而生的。Handler类的主要作用有两个：1.在新启动的线程中发送消息2.在主线程中获取，处理消息Handler类中用于发送、处理消息的方法：1. void handleMessage(Message msg):处理消息的方法。该方法通常用于被重写2. boolean hasMessages(int what):检查消息队列中是否包含what属性为指定值得消息3. boolean hasMeesages(int what,Object obj):检查消息队列中时候包含what属性为指定值且object属性为指定对象的消息4. 多个重载的Message obtainMessage():获取消息5. sendEmptyMessage(int what):发送空消息6. boolean sendEmptyMessageDelayed(int what,long delayMillis):指定多少毫秒之后发送空消息7. boolean sendMessage(Message msg):立即发送消息8. boolean sendMessageDelayed(Message msg,long delayMillis):指定多少毫秒之后发送消息下面是一个使用Handler类更新UI组件的一个使用小例子：

package com.my.Mytimetest;

import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.widget.ImageView;

public class MainActivity extends Activity {
private ImageView imageview;

private int[] images = {R.drawable.image1,R.drawable.image2,R.drawable.image3,R.drawable.image4};

private int index;

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
imageview = (ImageView) findViewById(R.id.id_images);

final Handler mHandler = new Handler(){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
if(msg.arg1==123){
index++;
imageview.setImageResource(images[index%4]);
}
}
};

//定义一个计时器,设置为延迟0ms后执行，每隔1s执行一次（这里如果设置为 timer.schedule(task,1000)表示执行一次）
new Timer().schedule(new TimerTask(){
@Override
public void run() {
Message message = new Message();
message.arg1 = 123;
mHandler.sendMessage(message);
}
}, 0, 1000);

}
}

效果如图：上边的案例，就是简单的用到了Handler类来实现一个图片轮播的效果。

Handler的实现原理：

与Handler一起工作的几个组件：1.Message:Handler接收和处理的消息对象2.Looper：每个线程只能拥有一个Looper.它的loop方法负责读取MessageQueue中的消息，读到信息之后就把消息交给发送该消息的Handler进行处理。3.MessageQueue:消息队列，它采用先进先出的方式来管理Message.程序创建Looper对象时会在他的构造器中创建Looper对象。Looper提供的构造器源代码如下：

private Looper() {
mQueue = new MessageQueue();
mRun = true;
mThread = Thread.currentThread();
}

从源代码中可以看出：（1）.  构造方法是私有的，所以不允许我们自己创建Looper对象（2）. 程序在初始化Looper时会创建一个与之关联的MessageQueue,这个MessageQueue就负责管理消息。4.Handler:简而言之,Handler的作用：Handler的构造方法，其实就是在Handler中持有一个指向该Looper.mQueue对象，当handler调用sendMessage方法时，其实就是往该mQueue中去插入一个message，然后Looper.loop()就会取出执行。作用有两个-----发送消息和处理消息，程序中使用Handler发送消息，被Handler发送的消息必须被送到指定的MessageQueue。也就是说，如果希望Handler正常工作，必须在当前的线程中有一个MessageQueue,否则消息就没有MessageQueue进行保存了。不过MessageQueue是由Looper负责管理的，也就是说，如果希望Handler正常工作，必须在当前的线程中有一个Looper对象，为了当前线程中有Looper对象，可以分为两种情况处理：（1）.主UI线程中，系统已经初始化了一个Looper对象，因此程序直接创建Handler即可，然后就可以通过Handler来发送消息，处理消息了。（2）.在自己启动的子线程中，必须自己创建一个Looper对象，并启动它。------创建Looper对象调用它的prepare()方法即可。Looper类中prepare()方法的源码：

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()方法保证每个线程最多只有一个Looper对象。------然后调用Looper的静态loop()方法来启动它。loop()方法使用一个死循环不断的取出MessageQueue中的消息，并将取出的消息分给该消息对应的Handler进行处理。Looper类中loop()方法的源码：

public static final void loop() {
Looper me = myLooper();
MessageQueue queue = me.mQueue;
while (true) {
Message msg = queue.next(); // might block
//if (!me.mRun) {
//    break;
//}
if (msg != null) {
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
);
msg.target.dispatchMessage(msg);
if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
"<<<<< Finished to    " + msg.target + " "
+ msg.callback);
msg.recycle();
}
}
}

总结一下：Looper,MessageQueue,Handler各自的作用如下：Looper：每个线程只用一个Looper，负责管理MessageQueue，会不断的从MessageQueue中取出消息，并将消息分给对应的Handler处理。MessageQueue：由Looper负责管理，它采用先进先出的方式管理Message。Handler: 它能把消息发送给Looper管理的MessageQueue，并负责处理Looper分给它的消息。简而言之：Handler负责发送消息，Looper负责接收Handler发送的消息并直接把消息回传给Handler自己，MessageQueue就是一个存储消息的容器。

在线程中使用Handler的步骤如下：

1. 调用Looper的prepare()方法为当前的线程创建Looper对象，创建Looper对象时，Looper的构造方法中会创建与之配套的MessageQueue.2. 有了Looper对象之后，创建Handler子类的实例，重写handleMessage()方法，该方法负责处理来自于其他线程的消息。3. 调用Looper的loop()方法启动Looper。下面对比一下在主线程中和在子线程中使用Handler的区别：在主线程中使用Handler计算一定范围之内的质数的例子：

package com.my.Mytimetest;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.TextView;
import android.widget.Toast;

public class SecondActivity extends Activity implements OnClickListener {
private EditText edt;
private TextView textview;
private Button stop_btn;
private Handler mHandler;
private List<Integer> nums = new ArrayList<Integer>();

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

initView();
setListener();

mHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
if (msg.what == 123) {
int num = msg.getData().getInt("num");
//计算从2开始，到num的所有质数
outer: for (int i = 2; i < num; i++) {
//从i除以2开始，到i的平方根的所有数
for (int j = 2; j < Math.sqrt(i); j++) {
//如果可以整除，则表明这个数不是质数
if (i != 2 && i % j == 0) {
continue outer;
}
}
nums.add(i);

}

textview.setText(nums.toString());

nums.removeAll(nums);
}
}
};

}

private void setListener() {
stop_btn.setOnClickListener(this);

}

private void initView() {
edt = (EditText) findViewById(R.id.id_edt);
textview = (TextView) findViewById(R.id.id_textview);
stop_btn = (Button) findViewById(R.id.id_start);
}

@Override
public void onClick(View v) {
int num = Integer.parseInt(edt.getText().toString());
Message message = new Message();
message.what = 123;
Bundle bundle = new Bundle();
bundle.putInt("num", num);
message.setData(bundle);
// 将消息发送给子线程中的Handler来处理
mHandler.sendMessage(message);

}

}

在子线程中使用Handler计算一定范围之内的质数的例子：

package com.my.Mytimetest;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Looper;
import android.os.Message;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.TextView;
import android.widget.Toast;

public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener {
private EditText edt;
private Button stop_btn;
private MyThread myThread;

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

initView();
setListener();
myThread = new MyThread();
//开启子线程
myThread.start();

}
private void setListener() {
stop_btn.setOnClickListener(this);

}
private void initView() {
edt = (EditText) findViewById(R.id.id_edt);
stop_btn = (Button) findViewById(R.id.id_start);
}
@Override
public void onClick(View v) {
int num = Integer.parseInt(edt.getText().toString());
Message message = new Message();
message.what = 123;
Bundle bundle = new Bundle();
bundle.putInt("num", num);
message.setData(bundle);
//将消息发送给子线程中的Handler来处理
myThread.mHandler.sendMessage(message);

}

class MyThread extends Thread{

public Handler mHandler;
private List<Integer> nums = new ArrayList<Integer>();
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
mHandler = new Handler(){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
if(msg.what==123){
int num = msg.getData().getInt("num");
outer:
for (int i = 2; i < num; i++) {
for (int j = 2; j < Math.sqrt(i); j++) {
if(i!=2&&i%j==0){
continue outer;
}
}
nums.add(i);

}
Toast.makeText(MainActivity.this, nums.toString(), Toast.LENGTH_LONG).show();
nums.removeAll(nums);
}
}

};
Looper.loop();
}

}

}

效果图：

HandlerThread类的使用：

介绍：

           HandlerThread继承自Thread，当线程开启时，也就是它run方法运行起来后，线程同时创建了一个含有消息队列的Looper，并对外提供自己这个Looper对象的get方法，这就是它和普通Thread唯一不同的地方。

好处：

为什么要使用HandlerThread。1.开发中如果多次使用类似new Thread(){...}.start()这种方式开启一个子线程，会创建多个匿名线程，使得程序运行起来越来越慢，而HandlerThread自带Looper使他可以通过消息来多次重复使用当前线程，节省开支；2.android系统提供的Handler类内部的Looper默认绑定的是UI线程的消息队列，对于非UI线程又想使用消息机制，那么HandlerThread内部的Looper是最合适的，它不会干扰或阻塞UI线程。

用法：

 HandlerThread既然本质是Thread，为何前面加了一个Handler？

android中Handler类本质上就是从它内部的Looper中不断取消息，

然后触发它内部的Callback接口的handleMessage方法，让用户去实现对消息的具体处理。

而HandlerThread本身自带Looper,只要它实现了Callback接口，那么HandlerThread也可以在自己线程内处理自己线程发出的消息，充分实现非UI线程中较低开支下的消息处理。HandlerThread类的使用：

package com.my.Mytimetest;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.HandlerThread;
import android.os.Message;
import android.util.Log;

public class FourActivity extends Activity{

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

HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("handler thread");
handlerThread.start();

Handler mHandler = new Handler(handlerThread.getLooper()){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
Log.i("tag", "当前的线程："+Thread.currentThread());
}
};
mHandler.sendEmptyMessage(1);

}

}

效果图：可以看出，打印的是子线程的信息。HandlerThread中加了同步锁，保证了线程的安全。HandlerThread类的run()方法的源码：

public void run() {
mTid = Process.myTid();
Looper.prepare();
synchronized (this) {
mLooper = Looper.myLooper();
notifyAll();
}
Process.setThreadPriority(mPriority);
onLooperPrepared();
Looper.loop();
mTid = -1;
}

HandlerThread类中的getLooper()方法的源码:

public Looper getLooper() {
if (!isAlive()) {
return null;
}

// If the thread has been started, wait until the looper has been created.
synchronized (this) {
while (isAlive() && mLooper == null) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
return mLooper;
}

下面介绍一下主线程与子线程之间通过Handler传递消息的方法：

主线程给子线程发送、子线程给主线程发送消息的代码：

package com.my.Mytimetest;import android.app.Activity;import android.os.Bundle;import android.os.Handler;import android.os.HandlerThread;import android.os.Message;import android.util.Log;import android.view.View;import android.view.View.OnClickListener;import android.widget.Button;public class ThreedActivity extends Activity implements OnClickListener {private Button button1;private Button button2;private Handler threadHandler;private Message messageMain;private Message messageThread;//创建主线程的handlerprivate Handler mHandler = new Handler() {public void handleMessage(android.os.Message msg) {messageMain = new Message();Log.i("tag", "主线程中的Handler");//向子线程发送消息threadHandler.sendMessageDelayed(messageMain, 1000);};};@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.three);button1 = (Button) findViewById(R.id.id_btn1);button2 = (Button) findViewById(R.id.id_btn2);button1.setOnClickListener(ThreedActivity.this);button2.setOnClickListener(ThreedActivity.this);HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("handler thread");handlerThread.start();//创建子线程的handlerthreadHandler = new Handler(handlerThread.getLooper()){@Overridepublic void handleMessage(Message msg) {messageThread = new Message();Log.i("tag", "子线程中的Handler");//向主线程发送消息mHandler.sendMessageDelayed(messageThread, 1000);}};}@Overridepublic void onClick(View v) {switch (v.getId()) {case R.id.id_btn1://主线程给子线程发送一个消息mHandler.sendEmptyMessage(1);break;case R.id.id_btn2:break;default:break;}}}

效果图:

Android中更新UI的几种方式：

1.runOnUiThread2.handler post3.handler sendMessage4.view post代码：

package com.my.Mytimetest;import android.app.Activity;import android.os.Bundle;import android.os.Handler;import android.util.Log;import android.view.View;import android.view.View.OnClickListener;import android.widget.Button;import android.widget.TextView;public class FiveActivity extends Activity implements OnClickListener {private TextView textview;private Button changeBtn1;private Button changeBtn2;private Button changeBtn3;private Button changeBtn4;private int index;private Handler handler = new Handler() {public void handleMessage(android.os.Message msg) {textview.setText("handler sendMessage方式更新UI");Log.i("tag", "handler sendMessage方式更新UI");};};@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.five);textview = (TextView) findViewById(R.id.id_textview);changeBtn1 = (Button) findViewById(R.id.id_change1);changeBtn1.setOnClickListener(this);changeBtn2 = (Button) findViewById(R.id.id_change2);changeBtn2.setOnClickListener(this);changeBtn3 = (Button) findViewById(R.id.id_change3);changeBtn3.setOnClickListener(this);changeBtn4 = (Button) findViewById(R.id.id_change4);changeBtn4.setOnClickListener(this);dealUI();}private void dealUI(){// 在子线程中更新UInew Thread() {@Overridepublic void run() {try {Thread.sleep(2000);switch (index) {case 1:// 方式1handler1();break;case 2://方式2：handler2();break;case 3://方式3：updateUI();break;case 4://方式4：viewUI();break;default:System.out.println("不会吧");break;}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}.start();}/*** 方式1：handler post方式*/private void handler1() {handler.post(new Runnable() {@Overridepublic void run() {textview.setText("handler post方式更新UI");Log.i("tag", "handler post方式更新UI");}});}/*** 方式2：handler sendMessage方式*/private void handler2() {handler.sendEmptyMessage(1);}/*** 方式三：runOnUiThread方式*/private void updateUI() {runOnUiThread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {textview.setText("runOnUiThread方式更新UI");Log.i("tag", "runOnUiThread方式更新UI");}});}/*** 方式四：view post方式*/private void viewUI() {textview.post(new Runnable() {@Overridepublic void run() {textview.setText("view post方式更新UI");Log.i("tag", "view post方式更新UI");}});}@Overridepublic void onClick(View v) {switch (v.getId()) {case R.id.id_change1:index=1;dealUI();break;case R.id.id_change2:index=2;dealUI();break;case R.id.id_change3:index=3;dealUI();break;case R.id.id_change4:index=4;dealUI();break;default:break;}}}

效果图：实际上，上边的这四种更新UI的方式都是使用到了handler机制来更新UI的，只是内部一些代码的处理不一样，看一下这四种方式的源码，我们就知道了。源码对比：handler post方式：

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

runOnUiThread方式：

  public final void runOnUiThread(Runnable action) {if (Thread.currentThread() != mUiThread) {mHandler.post(action);} else {action.run();}}

view post方式：

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

其实都是通过handler机制来实现的。

最后，一些常见的异常的产生原因：

1.Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare();产生的原因：是因为在子线程中创建Handler对象的时候没为创建的Handler指定Looper，源码解析：

<span style="color:#333333;"> public Handler() {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());}}</span><span style="color:#ff0000;">mLooper = Looper.myLooper();if (mLooper == null) {throw new RuntimeException("Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");}</span><span style="color:#333333;">mQueue = mLooper.mQueue;mCallback = null;}</span>

2.android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.产生的原因：是因为在非UI线程中更新UI