Android Handler消息傳遞機制詳解
1.為什么要用Handler
出于性能優化的考慮,Android UI操作并不是線程安全,如果有多個線程并發操作UI組件,可能導致線程安全問題。可以設想下,如果在一個Activity中有多個線程去更新UI,并且都沒有加鎖機制,可能會導致什么問題? 界面混亂,如果加鎖的話可以避免該問題但又會導致性能下降。因此,Android規定只允許UI線程修改Activity的UI組件。當程序第一次啟動時,Android會同時啟動一條主線程(Main Thread),主線程主要負責處理與UI相關的事件,比如用戶按鈕事件,并把相關的事件分發到對應的組件進行處理,因此主線程又稱為UI線程。那么怎么在新啟動的線程中更新UI組件呢,這就需要借助handler的消息傳遞機制來實現了。
2.Handler簡介
Handler類的主要作用主要有兩個:
1>在新啟動的線程中發送消息
2>在主線程中獲取和處理消息
Handler類包含如下方法用于發送、處理消息。(這里只列出常用的方法,如果想獲取更多方法,建議查看api文檔:http://developer.android.com/reference/android/os/Handler.html)
? void handlerMessage(Message msg):處理消息的方法,該方法通常用于被重寫。
? final boolean hasMessage(int what):檢查消息隊列中是否包含what屬性為指定值的消息。
? sendEmptyMessage(int what):發送空消息
? final boolean sendMessage(Message msg):立即發送消息,注意這塊返回值,如果message成功的被放到message queue里面則返回true,反之,返回false;(個人建議:對于這類問題不必主觀去記它,當實際使用時,直接查看源碼即可,源碼中有詳細的注釋)
3.Handler、Message、Looper、MessageQueue之間的關系、工作原理
為了更好的理解Handler,先來看看和Handler相關的一些組件:
Message:Handler發送、接收和處理的消息對象
Looper:每個線程只能擁有一個Looper.它的looper()方法負責循環讀取MessageQueue中的消息并將讀取到的消息交給發送該消息的handler進行處理。
MessageQueue:消息隊列,它采用先進先出的方式來管理Message。程序在創建Looper對象時,會在它的構造器中創建MessageQueue。源碼如下:
1 private Looper(boolean quitAllowed) {
2 mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
3 mThread = Thread.currentThread();
4 }
從源碼第2行中可以看出,在創建Looper對象時會創建一個與之關聯的MessageQueue對象。構造器是private修飾的,所以程序員是無法創建Looper對象的。
Handler:前面說Handler作用有兩個---發送消息和處理消息,Handler發送的消息必須被送到指定的 MessageQueue,也就是說,要想Handler正常工作必須在當前線程中有一個MessageQueue,否則消息沒法保存。而 MessageQueue是由Looper負責管理的,因此要想Handler正常工作,必須在當前線程中有一個Looper對象,這里分為兩種情況:
1>主線程(UI線程),系統已經初始化了一個Looper對象,因此程序直接創建Handler即可
2>程序員自己創建的子線程,這時,程序員必須創建一個Looper對象,并啟動它。
創建Looper使用:Looper.prepare(),查看源碼:
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));
}
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}</pre>
</div>
通過方法調用,第9行創建Looper對象,創建Looper對象時同時會創建MessageQueue對象(第13行)。此外,可以看出prepare()允許一個線程最多有一個Looper被創建。
然后調用Looper的looper()方法來啟動它,looper()使用一個死循環不斷取出MessageQueue中的消息,并將消息發送給對應的Handler進行處理。下面是Looper類中looper()方法的部分源碼:
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);
}
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();
}</pre><br />
</div>
很明顯第1行用了一個死循環,第2行從queue中取出Message,第15行通過dispatchMessage(Message msg)方法將消息發送給Handler。
4.HandlerThread介紹
Android API解釋:
Handy class for starting a new thread that has a looper. The looper can then be used to create handler classes. Note that start() must still be called.
意思是說:這個類啟動一個新的線程并且創建一個Looper,這個Looper可以用來創建一個Handler類,完了之后一定要啟動這個線程。
什么時候使用HandlerThread?
1.主線程需要通知子線程執行耗時操作(一般都是子線程執行耗時操作,完了之后,發送消息給主線程更新UI)。
2.開發中可能會多次創建匿名線程,這樣可能會消耗更多的系統資源。而HandlerThread自帶Looper使他可以通過消息來多次重復使用當前線程，節省開支；
下面是HandlerThread應用部分代碼:
private static final String TAG = "MainActivity";
private static final int FLAG_TEST = 1;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
Log.i(TAG,"main thread:"+Thread.currentThread());
HandlerThread thread = new HandlerThread("handler thread");
thread.start();//一定要啟動該線程
Handler handler = new Handler(thread.getLooper()){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
Log.i(TAG,"handler thread:"+Thread.currentThread());
switch (msg.what){
case FLAG_TEST:
//耗時操作...
break;
default:
break;
}
super.handleMessage(msg);
}
};
handler.sendEmptyMessage(FLAG_TEST);
}</pre><br />
</div>
log:
com.example.administrator.handlertest I/MainActivity﹕ main thread:Thread[main,5,main] com.example.administrator.handlertest I/MainActivity﹕ handler thread:Thread[handler thread,5,main]
通過log可以看出handler處在一個子線程中,這樣就能夠執行一些耗時操作。
第十一行通過thread.getLooper()來創建handler,那么我們來看下getLooper()里面的源碼:
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;
}</pre><br />
</div>
看第8行代碼,如果這個線程可用并且looper為null時,就會調用wait()方法,處于等待狀態,這樣可以有效的避免多線程并發操作引起的空指針異常。在thread啟動時,會調用run()方法,再來看看run()方法里面的代碼:
@Override
public void run() {
mTid = Process.myTid();
Looper.prepare();
synchronized (this) {
mLooper = Looper.myLooper();
notifyAll();
}
Process.setThreadPriority(mPriority);
onLooperPrepared();
Looper.loop();
mTid = -1;
}
第4行創建了Looper對象,第6、7行獲取當前線程Looper之后調用notifyAll()方法。這時調用getLooper()方法返回一個Looper對象。
上面有提到使用HandlerThread避免多線程并發操作引起的空指針異常,這里解釋下為什么:如果onCreate方法第11行通過程序員自定義的一個新線程創建handler時,很可能出現這樣一個結果:創建handler的代碼已經執行了,而新線程卻還沒有 Looper.prepare()(創建Looper對象,那么這樣就會導致空指針異常)。
對代碼稍做修改:
package com.example.administrator.handlertest;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Looper;
import android.os.Message;
import android.support.v7.app.ActionBarActivity;
import android.util.Log;
public class MainActivity extends ActionBarActivity {
private static final String TAG = "MainActivity";
private static final int FLAG_TEST = 1;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
Log.i(TAG,"main thread:"+Thread.currentThread());
// HandlerThread thread = new HandlerThread("handler thread");
// thread.start();//一定要啟動該線程
MyThread thread = new MyThread();
thread.start();
Handler handler = new Handler(thread.looper){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
Log.i(TAG,"handler thread:"+Thread.currentThread());
switch (msg.what){
case FLAG_TEST:
//耗時操作...
break;
default:
break;
}
super.handleMessage(msg);
}
};
handler.sendEmptyMessage(FLAG_TEST);
}
static class MyThread extends Thread{
Looper looper;
@Override
public void run() {
Looper.prepare();looper = Looper.myLooper();
//...
Looper.loop();
}
}
}</pre>
</div>
運行結果:
Caused by: java.lang.NullPointerException
at android.os.Handler.<init>(Handler.java:234)
at android.os.Handler.<init>(Handler.java:142)
at com.example.administrator.handlertest.MainActivity$1.<init>(MainActivity.java:24)
at com.example.administrator.handlertest.MainActivity.onCreate(MainActivity.java:24)
at android.app.Activity.performCreate(Activity.java:5211)
at android.app.Instrumentation.callActivityOnCreate(Instrumentation.java:1151)
at android.app.ActivityThread.performLaunchActivity(ActivityThread.java:2341)
從異常信息第4行中可以看出:onCreate()方法第24行thread.looper是一個null.這時因為還沒等新線程創建Looper,Handler就已經創建了。如果在第23行thread.start()后面休眠幾秒就不會報空指針異常了。 最后補充一點,Android判斷當前更新UI的線程是否是主線程的對象ViewRootImpl對象在onResume()中,所以只要子線程在onResume()之前完成更新UI也是能夠實現的。這里只是簡單提一下,知道就行,不過不要這么做。
來自：http://www.cnblogs.com/xsyulinzi/p/4323662.html
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