android高级---->Handler的原理

　　andriod提供了Handler来满足线程间的通信，上次在更新UI的时候也提到过Handler的使用，关于Handler的基本使用，参见博客(android基础---->子线程更新UI).今天我们深入Handler的源码，了解一个Handler的内部执行原理。

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Handler简单说明

ActivityThread的说明

Handler的预备分析

Handler的原理分析

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Handler简单说明

一、 在Handler的原理说明之前，我们列出相关的重要的类：

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。

二、 Handler主要有两种用途：

合理调度安排消息和runnable对象，使它们在将来的某个点被执行。

将一个动作入队安排在非当前线程执行。

三、 Handler创建消息

　　每一个消息都需要被指定的Handler处理，通过Handler创建消息便可以完成此功能。Android消息机制中引入了消息池。Handler创建消息时首先查询消息池中是否有消息存在，如果有直接从消息池中取得，如果没有则重新初始化一个消息实例。使用消息池的好处是：消息不被使用时，并不作为垃圾回收，而是放入消息池，可供下次Handler创建消息时使用。消息池提高了消息对象的复用，减少系统垃圾回收的次数。

四、 Handler发送消息

　　UI主线程初始化第一个Handler时会通过ThreadLocal创建一个Looper，该Looper与UI主线程一一对应。使用ThreadLocal的目的是保证每一个线程只创建唯一一个Looper。之后其他Handler初始化的时候直接获取第一个Handler创建的Looper。Looper初始化的时候会创建一个消息队列MessageQueue。至此，主线程、消息循环、消息队列之间的关系是1:1:1。

五、 Handler处理消息

　　UI主线程通过Looper循环查询消息队列UI_MQ，当发现有消息存在时会将消息从消息队列中取出。首先分析消息，通过消息的参数判断该消息对应的Handler，然后将消息分发到指定的Handler进行处理。注意handler是主线程中的类。

ActivityThread的说明

一、 Android的一个apk在打开时，使用到的第一个类就是这个类。

这里我们不深入Android应用程序的启动原理了，ActivityThread是一个final类，不是一个线程类：

public final class ActivityThread

二、 ActivityThread在创建的时候同时也启动了一个线程，这个线程就是一个异步线程。

他创建出了MessageQueue，并同时进行消息的轮 询，因此当这个应用程序在运行时，这个线程是一直都在的。这个线程就是应用程序的主线程，UI的处理等都是在这个线程处理的。在AcitivityThread这个类的是有一个main方法的。我们知道java应用程序的入口就是main方法。这就是程序的入口。我们来看ActivityThread的源代码：

public static void main(String[] args) {
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "ActivityThreadMain");
SamplingProfilerIntegration.start();

// CloseGuard defaults to true and can be quite spammy.  We
// disable it here, but selectively enable it later (via
// StrictMode) on debug builds, but using DropBox, not logs.
CloseGuard.setEnabled(false);

Environment.initForCurrentUser();

// Set the reporter for event logging in libcore
EventLogger.setReporter(new EventLoggingReporter());

AndroidKeyStoreProvider.install();

// Make sure TrustedCertificateStore looks in the right place for CA certificates
final File configDir = Environment.getUserConfigDirectory(UserHandle.myUserId());
TrustedCertificateStore.setDefaultUserDirectory(configDir);

Process.setArgV0("<pre-initialized>");

Looper.prepareMainLooper();

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

if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}

if (false) {
Looper.myLooper().setMessageLogging(new
LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
}

// End of event ActivityThreadMain.
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
Looper.loop();

throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}

　　这里我们重点关注两点，这个在Handler的原理分析中会做详细的说明：

Looper.prepareMainLooper();

Looper.loop();

Handler的预备分析

一、 首先程序在启动的时候，会执行ActivityThread类的main方法，如上我们提到两个重要的代码： Looper.prepareMainLooper();

public static void prepareMainLooper() {
prepare(false);
synchronized (Looper.class) {
if (sMainLooper != null) {
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
}
sMainLooper = myLooper();
}
}

　　在他的prepare方法中，创建了一个Looper，并把它放在了ThreadLocal中：

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));
}

二、 ActivityThread中的Looper.loop();

public static void loop() {
　　// 进入当前线程的消息循环
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 (;;) {
　　　　　// 从队列中取出消息
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);
}

　　　　// 分发消息
msg.target.dispatchMessage(msg);

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();
}
}

　　在msg.target.dispatchMessage(msg);方法中msg.target这是分发消息的Handler

public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
　　　 　// 首先，处理Message自己的callback，调用其run方法
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
　　　　　　　// 其次，调用Handler自留的接口对象
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
　　　　　// 最后，调用handleMessage方法处理消息，Handler类中这个方法为空，子类可以重写这个方法
handleMessage(msg);
}
}

Handler的原理分析

我们仍旧用一个例子来加以说明Handler的原理，例子代码具体可以参见我的博客：(android基础---->子线程更新UI)。以下的分析我会帖出有关例子的重要代码：

一、 创建一个Handler，处理消息：

public static final int UPDATE_TEXT = 1;
private Handler handler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what) {
case UPDATE_TEXT:
textView.setText("I Love you.");
break;
default:
break;
}
}
}

二、 发送消息：

// 用handler处理上述问题
public void handlerUpdate(View view) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Message message = new Message();
message.what = UPDATE_TEXT;
handler.sendMessage(message); // 将Message对象发送出去
}
}).start();
}

三、 首先我们要创建一个handler，具体构造方法代码如下，这里由于是new Handler():callback=null，async=false

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();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}

四、 接下来进行了我们消息的发送：handler.sendMessage(message)，源代码如下：（中间我们省略了一些过程）

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);
}

　　enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis)的代码如下：

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

所谓发送消息就是把消息放入消息队列中的合适位置，并且把消息的target设置为本Handler对象。

五、 在上述Handler的预备分析当中，我们提到过Looper的loop方法，它负责从队列中取出消息，并且分发消息。

而且我们在Handler的dispatchMessage方法也了解到，分发的消息会由Handler的handleMessage方法处理：也就是我们创建的Handler的重写方法：

public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what) {
case UPDATE_TEXT:
textView.setText("I Love you.");
break;
default:
break;
}
}

当队列中的消息处理的时候，也会找到当时送它来的Handler对象，

调用其相应的dispatchMessage()方法

调用其中的handleMessage()方法或者mCallback成员的handleMessage()方法来进行处理。

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