Android的Handler消息传递机制

能简单说得我们尽量不复杂：

为了避免ANR，我们会通常把 耗时操作放在子线程里面去执行，因为子线程不能更新UI，所以当子线程需要更新的UI的时候就需要借助到安卓的消息机制，也就是Handler机制了。

一个程序的运行，就是一个进程的在执行，一个进程里面可以拥有很多个线程。

主线程：也叫UI线程，或称ActivityThread，用于运行四大组件和处理他们用户的交互。 ActivityThread管理应用进程的主线程的执行(相当于普通Java程序的main入口函数)，在Android系统中，在默认情况下，一个应用程序内的各个组件(如Activity、BroadcastReceiver、Service)都会在同一个进程(Process)里执行，且由此进程的主线程负责执行。 
ActivityThread既要处理Activity组件的UI事件，又要处理Service后台服务工作，通常会忙不过来。为了解决此问题，主线程可以创建多个子线程来处理后台服务工作，而本身专心处理UI画面的事件。

子线程： 用于执行耗时操作，比如 I/O操作和网络请求等。（安卓3.0以后要求耗访问网络必须在子线程种执行）更新UI的工作必须交给主线程，子线程在安卓里是不允许更新UI的。

一、 基本概念

什么是消息机制？ —— 不同线程之间的通信。

什么安卓的消息机制，就是 Handler 运行机制。

安卓的消息机制有什么用？ —— 避免ANR(Application Not Responding) ，一旦发生ANR，程序就挂了，奔溃了。

什么时候会触发ANR？（消息机制在什么时候用？） —— 以下两个条件任意一个触发的的时候就会发生ANR

• 在activity中超过5秒的时间未能响应下一个事件
• BroadcastReceive超过10未响应

造成以上两点的原因有很多，比如网络请求, 大文件的读取, 耗时的计算等都会引发ANR

如何避免ANR 
首先明白两点：

• 主线程不能执行耗时操作（避免ANR）
• 子线程不能直接更新UI界面

结合起来这两点的解决办法是：把耗时操作放到子线程去执行，然后使用Handler去更新UI

二、消息机制的分析理解

安卓的异步消息处理机制就是handler机制

主线程，ActivityThread被创建的时候就会创建Looper 
Looper被创建的时候创建MessageQueue。 
也就是说主线程会直接或简介创建出来Looper和MessageQueue。

Handler的工作机制简单来说是这样的

1、Handler发送消息仅仅是调用MessageQueue的enqueueMessage向插入一条信息到MessageQueue

2、Looper不断轮询调用MeaasgaQueue的next方法

3、如果发现message就调用handler的dispatchMessage，ldispatchMessage被成功调用，接着调用handlerMessage()

简图

1、Handler的铁三角—— Handler、MessageQueue和Lopper

android的消息机制就是指Handler机制，Handler机制的运行需要MeeageQueue和Looper的辅助。

2、MessageQueue（消息队列）的工作原理

MessageQueue中文翻译就是消息队列，它内部存储了一组信息，存放的是Message，以队列的形式对外提供了插入和删除的工作（虽然名字叫做队列，但是其内部的 存储结构是单链表）

主要 插入 和 读取 两个操作，这两个操作对应着两个方法：

• 插入（入队） enqueueMessage(Message msg, long when)
• 读取（出队） next()

enqueueMessage方法

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;
    }

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• 8
• 9
• 10
• 11
• 12
• 13
• 14
• 15
• 16
• 17
• 18
• 19
• 20
• 21
• 22
• 23
• 24
• 25
• 26
• 27
• 28
• 29
• 30
• 31
• 32
• 33
• 34
• 35
• 36
• 37
• 38
• 39
• 40
• 41
• 42
• 43
• 44
• 45
• 46
• 47
• 48
• 49
• 50
• 51
• 52
• 53
• 54

可以看出enqueueMessage主要是单链表的插入操作。

next方法

next方法在这里是一个无限循环的方法，如果消息队列里面没有消息，那么他就会处于阻塞状态，当有新的消息到来的时，next就会返回这条消息并且将其从单链表中移除。

3、Looper的工作原理

Looper中文翻译是轮询器或者消息泵或者循环。个人还是叫做轮询器比较形象一些。

3.1、Looper的作用

Looper是一个轮询器，它的作用不断轮询MessageQueue，当如果有新的消息就交给Handler处理，如果轮询不到新的消息，那就自身就处于阻塞状态。

3.2、Looper的构造函数创建了MessageQueue

我们通过查看Loop而这个类，可以发现的他的构造方法里面创建了一个MessageQueue，然后将当前线程的对象保存起来

private Looper(boolean quitAllowed) {
        mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
        mThread = Thread.currentThread();
    }

• 1
• 2
• 3
• 4

3.3、new Handler的hanlder不能没有Looper

new出来一个Handler但是没有创建Looper的话就会报错。

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

• 1

解决办法就是new Handler的时候加上Looper.prepare();

3.4、主线程（ActivityThread），被创建的时候就会创建一个Looper

线程默认是没有Looper的，但是为什么在主线程没有创建的Looper就可以使用Handler？主线程是特别的。主线程，也就是ActivityThread，主线程被创建的时候就会创建一个Looper，这点是比较特殊的，也正因为这点，所以我们在主线程创建了Handler就直接能用了。

3.5、Looper的ThreadLocal

Looper有一个特殊的概念，那就是ThreadLocal，（他并不是线程），他的作用是帮助Handler获得当前线程的Looper（多个线程可能有多个Looper）

Looper 的几个方法

• 创建：Looper.prepare() : 为当前线程创建一个Looper，prepareMainLooper() ： UI线程（ActivityThread）创建Looper的
• 开启：Looper.loop() : 开启消息轮询
• 退出：quit() : 直接退出Looper， 
  quitSafely() : 设定一个标记，只有当目前已有消息处理完毕之后才会执行退出操作。

Looper这个类里面最重要的方法就是loop()开启消息循环这个方法了，

public static final void loop() {  
    Looper me = myLooper();  
    MessageQueue queue = me.mQueue;  
    while (true) {  
        Message msg = queue.next(); // might block  
        if (msg != null) {  
            if (msg.target == null) {  
                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();  
        }  
    }  
}  

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• 8
• 9
• 10
• 11
• 12
• 13
• 14
• 15
• 16
• 17
• 18
• 19
• 20
• 21

可以看到，这个方法从第4行开始，进入了一个死循环，然后不断地调用的MessageQueue的next()方法，我想你已经猜到了，这个next()方法就是消息队列的出队方法。不过由于这个方法的代码稍微有点长，我就不贴出来了，它的简单逻辑就是如果当前MessageQueue中存在mMessages(即待处理消息)，就将这个消息出队，然后让下一条消息成为mMessages，否则就进入一个阻塞状态，一直等到有新的消息入队。继续看loop()方法的第14行，每当有一个消息出队，就将它传递到msg.target的dispatchMessage()方法中，那这里msg.target又是什么呢？其实就是Handler啦，你观察一下上面sendMessageAtTime()方法的第6行就可以看出来了。接下来当然就要看一看Handler中dispatchMessage()方法的源码了，如下所示：

public void dispatchMessage(Message msg) {  
    if (msg.callback != null) {  
        handleCallback(msg);  
    } else {  
        if (mCallback != null) {  
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {  
                return;  
            }  
        }  
        handleMessage(msg);  
    }  
}  

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• 8
• 9
• 10
• 11
• 12

在第5行进行判断，如果mCallback不为空，则调用mCallback的handleMessage()方法，否则直接调用Handler的handleMessage()方法，并将消息对象作为参数传递过去。这样我相信大家就都明白了为什么handleMessage()方法中可以获取到之前发送的消息了吧！

4、Handler的工作原理

主要工作：消息的 发送 和 接受 。

Handler消息发送的形式

先附上两份最简单的日常正常使用post和send方式的代码 
send方式sendEmptyMessage方法的小demo

public class MainActivity extends Activity {

    private static final int MSG_CHANGE_TEXT = 0x2001;
    private TextView mTv;

    private Handler handler = new Handler(){
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);

            switch (msg.what){
                case MSG_CHANGE_TEXT:
                    mTv.setText("send方式修改的文字");
                    break;
            }
        }
    };;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mTv= (TextView) findViewById(R.id.mTv);
        mTv.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                handler.sendEmptyMessage(MSG_CHANGE_TEXT);
            }
        });
    }
}

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• 8
• 9
• 10
• 11
• 12
• 13
• 14
• 15
• 16
• 17
• 18
• 19
• 20
• 21
• 22
• 23
• 24
• 25
• 26
• 27
• 28
• 29
• 30
• 31
• 32

post方式的postDelayed方法的小demo

public class MainActivity extends Activity {
    private Handler handler;
    private TextView mTv;

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

        mTv = (TextView) findViewById(R.id.mTv);

        mTv.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                change();
            }
        });

    }

    private void change(){
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                handler.postDelayed(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        mTv.setText("啊哈哈哈");
                    }
                },300);
            }
        }).start();
    }
}

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• 8
• 9
• 10
• 11
• 12
• 13
• 14
• 15
• 16
• 17
• 18
• 19
• 20
• 21
• 22
• 23
• 24
• 25
• 26
• 27
• 28
• 29
• 30
• 31
• 32
• 33
• 34
• 35

两种形式，post和send，其实post最终还是会调用send

Handler消息接收的形式

再一遍简要地附上handler工作形式

1、Handler发送消息仅仅是调用MessageQueue的enqueueMessage向插入一条信息到MessageQueue

2、Looper不断轮询调用MeaasgaQueue的next方法

3、如果发现message就调用handler的dispatchMessage，ldispatchMessage被成功调用，接着调用handlerMessage()

如果是post发送来的message，那么就让这个message所持有的Runnable执行run方法，非常简单。 
Message的Callback 是一个Runnable对象，Handler的post的重载的函数不管参数多少，肯定都是有Runnable的。

 private static void handleCallback(Message message) {
        message.callback.run();
    }

• 1
• 2
• 3

如果是send方法发送的，那么就执行handleMessage，这个方法我们非常熟悉了，google的给的备注的也说了，子类必须实现方法以接受这些Message。这也就是我们最常见的最常用的方式了。

 /**
     * Subclasses must implement this to receive messages.
     */
    public void handleMessage(Message msg) {
    }

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5