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摘要：在子線程中發(fā)送消息，主線程接受到消息并且處理邏輯。也稱之為消息隊列，特點是先進(jìn)先出，底層實現(xiàn)是單鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)得出結(jié)論方法初始話了一個對象并關(guān)聯(lián)在一個對象，并且一個線程中只有一個對象，只有一個對象。
目錄介紹
1.Handler的常見的使用方式
2.如何在子線程中定義Handler
3.主線程如何自動調(diào)用Looper.prepare()
4.Looper.prepare()方法源碼分析
5.Looper中用什么存儲消息
6.Handler發(fā)送消息如何運作
7.Looper.loop()方法源碼分析
8.runOnUiThread如何實現(xiàn)子線程更新UI
9.Handler的post方法和view的post方法
10.得出部分結(jié)論
好消息博客筆記大匯總【16年3月到至今】，包括Java基礎(chǔ)及深入知識點，Android技術(shù)博客，Python學(xué)習(xí)筆記等等，還包括平時開發(fā)中遇到的bug匯總，當(dāng)然也在工作之余收集了大量的面試題，長期更新維護(hù)并且修正，持續(xù)完善……開源的文件是markdown格式的！同時也開源了生活博客，從12年起，積累共計47篇[近20萬字]，轉(zhuǎn)載請注明出處，謝謝！
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00.Android異步消息機(jī)制
如何在子線程中定義Handler，主線程如何自動調(diào)用Looper.prepare()，Looper.prepare()方法源碼分析，Looper中用什么存儲消息，Looper.loop()方法源碼分析，runOnUiThread如何實現(xiàn)子線程更新UI等等
01.Handler消息機(jī)制
為什么不允許在子線程中訪問UI，Handler消息機(jī)制作用，避免子線程手動創(chuàng)建looper，ActivityThread源碼分析，ActivityThread源碼分析，Looper死循環(huán)為什么不會導(dǎo)致應(yīng)用卡死，會消耗大量資源嗎？
1.Handler的常見的使用方式
handler機(jī)制大家都比較熟悉呢。在子線程中發(fā)送消息，主線程接受到消息并且處理邏輯。如下所示
一般handler的使用方式都是在主線程中定義Handler，然后在子線程中調(diào)用mHandler.sendXx()方法，這里有一個疑問可以在子線程中定義Handler嗎？
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private TextView tv ;
/**
* 在主線程中定義Handler，并實現(xiàn)對應(yīng)的handleMessage方法
*/
public static Handler mHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
if (msg.what == 101) {
Log.i("MainActivity", "接收到handler消息...");
}
}
};
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
tv = (TextView) findViewById(R.id.tv);
tv.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
new Thread() {
@Override
public void run() {
// 在子線程中發(fā)送異步消息
mHandler.sendEmptyMessage(1);
}
}.start();
}
});
}
}
2.如何在子線程中定義Handler
直接在子線程中創(chuàng)建handler，看看會出現(xiàn)什么情況？
運行后可以得出在子線程中定義Handler對象出錯，難道Handler對象的定義或者是初始化只能在主線程中？其實不是這樣的，錯誤信息中提示的已經(jīng)很明顯了，在初始化Handler對象之前需要調(diào)用Looper.prepare()方法
tv.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
new Thread() {
@Override
public void run() {
Handler mHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
if (msg.what == 1) {
Log.i(TAG, "在子線程中定義Handler，接收并處理消息");
}
}
};
}
}.start();
}
});
如何正確運行。在這里問一個問題，在子線程中可以吐司嗎？答案是可以的，只不過又條件，詳細(xì)可以看這篇文章02.Toast源碼深度分析
這樣程序已經(jīng)不會報錯，那么這說明初始化Handler對象的時候我們是需要調(diào)用Looper.prepare()的，那么主線程中為什么可以直接初始化Handler呢？難道是主線程創(chuàng)建handler對象的時候，會自動調(diào)用Looper.prepare()方法的嗎？
tv.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
new Thread() {
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
Handler mHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
if (msg.what == 1) {
Log.i(TAG, "在子線程中定義Handler，接收并處理消息");
}
}
};
Looper.loop();
}
}.start();
}
});
3.主線程如何自動調(diào)用Looper.prepare()
首先直接可以看在App初始化的時候會執(zhí)行ActivityThread的main方法中的代碼，如下所示
可以看到Looper.prepare()方法在這里調(diào)用，所以在主線程中可以直接初始化Handler了。
public static void main(String[] args) {
//省略部分代碼
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"));
}
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}
并且可以看到還調(diào)用了：Looper.loop()方法，可以知道一個Handler的標(biāo)準(zhǔn)寫法其實是這樣的
Looper.prepare();
Handler mHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
if (msg.what == 101) {
Log.i(TAG, "在子線程中定義Handler，并接收到消息");
}
}
};
Looper.loop();
4.Looper.prepare()方法源碼分析
源碼如下所示
可以看到Looper中有一個ThreadLocal成員變量，熟悉JDK的同學(xué)應(yīng)該知道，當(dāng)使用ThreadLocal維護(hù)變量時，ThreadLocal為每個使用該變量的線程提供獨立的變量副本，所以每一個線程都可以獨立地改變自己的副本，而不會影響其它線程所對應(yīng)的副本。
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));
}
思考：Looper.prepare()能否調(diào)用兩次或者多次
如果運行，則會報錯，并提示prepare中的Excetion信息。由此可以得出在每個線程中Looper.prepare()能且只能調(diào)用一次
//這里L(fēng)ooper.prepare()方法調(diào)用了兩次
Looper.prepare();
Looper.prepare();
Handler mHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
if (msg.what == 1) {
Log.i(TAG, "在子線程中定義Handler，并接收到消息。。。");
}
}
};
Looper.loop();
5.Looper中用什么存儲消息
先看一下下面得源代碼
看Looper對象的構(gòu)造方法，可以看到在其構(gòu)造方法中初始化了一個MessageQueue對象。MessageQueue也稱之為消息隊列，特點是先進(jìn)先出，底層實現(xiàn)是單鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
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();
}
得出結(jié)論
Looper.prepare()方法初始話了一個Looper對象并關(guān)聯(lián)在一個MessageQueue對象，并且一個線程中只有一個Looper對象，只有一個MessageQueue對象。
6.Handler發(fā)送消息如何運作
首先看看構(gòu)造方法
可以看出在Handler的構(gòu)造方法中，主要初始化了一下變量，并判斷Handler對象的初始化不應(yīng)再內(nèi)部類，靜態(tài)類，匿名類中，并且保存了當(dāng)前線程中的Looper對象。
public Handler(Callback callback, boolean async) {
if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
final Class 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;
}
看handler.sendMessage(msg)方法
關(guān)于下面得源碼，是步步追蹤，看enqueueMessage這個方法，原來msg.target就是Handler對象本身；而這里的queue對象就是我們的Handler內(nèi)部維護(hù)的Looper對象關(guān)聯(lián)的MessageQueue對象。
handler.sendMessage(message);
//追蹤到這一步
public final boolean sendMessage(Message msg){
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}
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);
}
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
看MessageQueue對象的enqueueMessage方法
看到這里MessageQueue并沒有使用列表將所有的Message保存起來，而是使用Message.next保存下一個Message，從而按照時間將所有的Message排序
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
if (msg.target == null) {
throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
}
if (msg.isInUse()) {
throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
}
synchronized (this) {
if (mQuitting) {
IllegalStateException e = new IllegalStateException(
msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
msg.recycle();
return false;
}
msg.markInUse();
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
// New head, wake up the event queue if blocked.
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
// Inserted within the middle of the queue. Usually we don"t have to wake
// up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
// and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
Message prev;
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;
}
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);
}
}
return true;
}
7.Looper.loop()方法源碼分析
看看里面得源碼，如下所示
看到Looper.loop()方法里起了一個死循環(huán)，不斷的判斷MessageQueue中的消息是否為空，如果為空則直接return掉，然后執(zhí)行queue.next()方法
public static void loop() {
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;
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
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
final Printer logging = me.mLogging;
if (logging != null) {
logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
msg.callback + ": " + msg.what);
}
final long slowDispatchThresholdMs = me.mSlowDispatchThresholdMs;
final long traceTag = me.mTraceTag;
if (traceTag != 0 && Trace.isTagEnabled(traceTag)) {
Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg));
}
final long start = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
final long end;
try {
msg.target.dispatchMessage(msg);
end = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
} finally {
if (traceTag != 0) {
Trace.traceEnd(traceTag);
}
}
if (slowDispatchThresholdMs > 0) {
final long time = end - start;
if (time > slowDispatchThresholdMs) {
Slog.w(TAG, "Dispatch took " + time + "ms on "
+ Thread.currentThread().getName() + ", h=" +
msg.target + " cb=" + msg.callback + " msg=" + msg.what);
}
}
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();
}
}
看queue.next()方法源碼
大概的實現(xiàn)邏輯就是Message的出棧操作，里面可能對線程，并發(fā)控制做了一些限制等。獲取到棧頂?shù)腗essage對象之后開始執(zhí)行：msg.target.dispatchMessage(msg)
Message next() {
// Return here if the message loop has already quit and been disposed.
// This can happen if the application tries to restart a looper after quit
// which is not supported.
final long ptr = mPtr;
if (ptr == 0) {
return null;
}
int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
int nextPollTimeoutMillis = 0;
for (;;) {
if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
Binder.flushPendingCommands();
}
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
// Try to retrieve the next message. Return if found.
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
if (msg != null && msg.target == null) {
// Stalled by a barrier. Find the next asynchronous message in the queue.
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
if (msg != null) {
if (now < msg.when) {
// Next message is not ready. Set a timeout to wake up when it is ready.
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
} else {
// Got a message.
mBlocked = false;
if (prevMsg != null) {
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null;
if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
msg.markInUse();
return msg;
}
} else {
// No more messages.
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
// Process the quit message now that all pending messages have been handled.
if (mQuitting) {
dispose();
return null;
}
// If first time idle, then get the number of idlers to run.
// Idle handles only run if the queue is empty or if the first message
// in the queue (possibly a barrier) is due to be handled in the future.
if (pendingIdleHandlerCount < 0
&& (mMessages == null || now < mMessages.when)) {
pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
}
if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {
// No idle handlers to run. Loop and wait some more.
mBlocked = true;
continue;
}
if (mPendingIdleHandlers == null) {
mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];
}
mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);
}
// Run the idle handlers.
// We only ever reach this code block during the first iteration.
for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {
final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
mPendingIdleHandlers[i] = null; // release the reference to the handler
boolean keep = false;
try {
keep = idler.queueIdle();
} catch (Throwable t) {
Log.wtf(TAG, "IdleHandler threw exception", t);
}
if (!keep) {
synchronized (this) {
mIdleHandlers.remove(idler);
}
}
}
// Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again.
pendingIdleHandlerCount = 0;
// While calling an idle handler, a new message could have been delivered
// so go back and look again for a pending message without waiting.
nextPollTimeoutMillis = 0;
}
}
那么msg.target是什么呢？通過追蹤可以知道就是定義的Handler對象，然后查看一下Handler類的dispatchMessage方法：
可以看到，如果我們設(shè)置了callback（Runnable對象）的話，則會直接調(diào)用handleCallback方法
在初始化Handler的時候設(shè)置了callback（Runnable）對象，則直接調(diào)用run方法。
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
private static void handleCallback(Message message) {
message.callback.run();
}
8.runOnUiThread如何實現(xiàn)子線程更新UI
看看源碼，如下所示
如果msg.callback為空的話，會直接調(diào)用我們的mCallback.handleMessage(msg)，即handler的handlerMessage方法。由于Handler對象是在主線程中創(chuàng)建的，所以handler的handlerMessage方法的執(zhí)行也會在主線程中。
在runOnUiThread程序首先會判斷當(dāng)前線程是否是UI線程，如果是就直接運行，如果不是則post，這時其實質(zhì)還是使用的Handler機(jī)制來處理線程與UI通訊。
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
@Override
public final void runOnUiThread(Runnable action) {
if (Thread.currentThread() != mUiThread) {
mHandler.post(action);
} else {
action.run();
}
}
9.Handler的post方法和view的post方法
Handler的post方法實現(xiàn)很簡單，如下所示
mHandler.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
}
});
public final boolean post(Runnable r){
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
view的post方法也很簡單，如下所示
可以發(fā)現(xiàn)其調(diào)用的就是activity中默認(rèn)保存的handler對象的post方法
public boolean post(Runnable action) {
final AttachInfo attachInfo = mAttachInfo;
if (attachInfo != null) {
return attachInfo.mHandler.post(action);
}
ViewRootImpl.getRunQueue().post(action);
return true;
}
public void post(Runnable action) {
postDelayed(action, 0);
}
public void postDelayed(Runnable action, long delayMillis) {
final HandlerAction handlerAction = new HandlerAction(action, delayMillis);
synchronized (this) {
if (mActions == null) {
mActions = new HandlerAction[4];
}
mActions = GrowingArrayUtils.append(mActions, mCount, handlerAction);
mCount++;
}
}
10.得出部分結(jié)論
得出得結(jié)論如下所示
1.主線程中定義Handler對象，ActivityThread的main方法中會自動創(chuàng)建一個looper，并且與其綁定。如果是子線程中直接創(chuàng)建handler對象，則需要手動創(chuàng)建looper。不過手動創(chuàng)建不太友好，需要手動調(diào)用quit方法結(jié)束looper。這個后面再說
2.一個線程中只存在一個Looper對象，只存在一個MessageQueue對象，可以存在N個Handler對象，Handler對象內(nèi)部關(guān)聯(lián)了本線程中唯一的Looper對象，Looper對象內(nèi)部關(guān)聯(lián)著唯一的一個MessageQueue對象。
3.MessageQueue消息隊列不是通過列表保存消息（Message）列表的，而是通過Message對象的next屬性關(guān)聯(lián)下一個Message從而實現(xiàn)列表的功能，同時所有的消息都是按時間排序的。
關(guān)于其他內(nèi)容介紹 01.關(guān)于博客匯總鏈接1.技術(shù)博客匯總
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摘要：在子線程中發(fā)送消息，主線程接受到消息并且處理邏輯。子線程往消息隊列發(fā)送消息，并且往管道文件寫數(shù)據(jù)，主線程即被喚醒，從管道文件讀取數(shù)據(jù)，主線程被喚醒只是為了讀取消息，當(dāng)消息讀取完畢，再次睡眠。 目錄介紹 1.Handler的常見的使用方式 2.如何在子線程中定義Handler 3.主線程如何自動調(diào)用Looper.prepare() 4.Looper.prepare()方法源碼分析 5....
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