异步线程之 HandlerThread 和 IntentService

程序员文章站 2022-07-14 17:49:21

...

本篇主要讲解一下 HandlerThread 和 IntentService，其中 IntentService 内部使用了 HandlerThread，而 HandlerThread 是一个 Thread，内部使用到了 Handler 消息机制，对 Handler 消息机制还不熟悉的话，可以看看之前的两篇文章 消息机制 - Handler 使用 和 深入理解 Handler 消息机制

下面就来看下 HandlerThread 和 IntentService 的用法和原理分析。

1 HandlerThread

1.1 HandlerThread 使用

首先继承 HandlerThread，创建一个类，其实可以不用继承，直接使用 HandlerThread也可以，这里主要为了看一下 Log 信息。

public class MyHandlerThread extends HandlerThread {

    private static final String TAG = MyHandlerThread.class.getSimpleName();

    public MyHandlerThread(String name) {
        super(name);
    }

    public MyHandlerThread(String name, int priority) {
        super(name, priority);
    }

    @Override
    protected void onLooperPrepared() {
        super.onLooperPrepared();
        Log.e(TAG,"onLooperPrepared");
    }

    @Override
    public void run() {
        Log.e(TAG,"run");
        super.run();
    }

    @Override
    public Looper getLooper() {
        return super.getLooper();
    }

    @Override
    public boolean quit() {
        Log.e(TAG,"quit");
        return super.quit();
    }
}

在 MainActivity 中创建线程和 Handler

    private MyHandlerThread myHandlerThread;
    private Handler mHandler;
    
    private void createHandlerThread() {
        if (myHandlerThread != null && myHandlerThread.isAlive()) {
            return;
        }
        Log.e(TAG, "myHandlerThread is not alive,need to create one");
        myHandlerThread = new MyHandlerThread("HandlerThread");
        myHandlerThread.start();
        mHandler = new Handler(myHandlerThread.getLooper());
    }

注意： 这里创建线程时做判断，是因为一旦调用线程的 quit() 方法后，现场就结束了，里面的消息队列也就退出了。所以该线程也就无法使用，只能重新创建一个。

    // 开启线程按钮点击事件
    // 创建线程
    createHandlerThread();
    // 发送消息
    mHandler.postDelayed(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            Log.e(TAG, "start");
            try {
                Log.e(TAG, "正在执行...");
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            Log.e(TAG, "end");
        }
    }, 100);

所以 HandlerThread 使用比较简单：

步骤

(1) 创建 HandlerThread 和 Handler

(2) 通过 Handler 发送消息

注意点

(1) 调用线程的 quit()，线程销毁，若想使用，需要重新创建 HandlerThread 和 Handler

(2) 任务执行后，需要手动停止线程，即调用 quit() 或者 quitSafely(),节省资源

疑问点

(1) Handler 能否通过 HandlerThread 获取到，因为其内部有 Handler？

1.2 HandlerThread 原理分析

public class HandlerThread extends Thread {
    int mPriority;
    int mTid = -1;
    Looper mLooper;
    private @Nullable Handler mHandler;

    public HandlerThread(String name) {
        super(name);
        mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;
    }
    
    public HandlerThread(String name, int priority) {
        super(name);
        mPriority = priority;
    }

    protected void onLooperPrepared() {
    }
    
    @Override
    public void run() {
        mTid = Process.myTid();
        Looper.prepare();
        synchronized (this) {
            mLooper = Looper.myLooper();
            notifyAll();
        }
        Process.setThreadPriority(mPriority);
        onLooperPrepared();
        Looper.loop();
        mTid = -1;
    }
    
    // 获取当前线程的 Looper
    public Looper getLooper() {
        if (!isAlive()) {
            return null;
        }
        
        // If the thread has been started, wait until the looper has been created.
        // 因为此时还没走 run 方法时，mLooper 还没创建，所以需要等待，创建之后唤醒。
        synchronized (this) {
            while (isAlive() && mLooper == null) {
                try {
                    wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }
        }
        return mLooper;
    }

    /**
     * @return a shared {@link Handler} associated with this thread
     * @hide  注意这个 hide 注解
     */
    @NonNull
    public Handler getThreadHandler() {
        if (mHandler == null) {
            mHandler = new Handler(getLooper());
        }
        return mHandler;
    }

    // 退出消息循环
    public boolean quit() {
        Looper looper = getLooper();
        if (looper != null) {
            looper.quit();
            return true;
        }
        return false;
    }

    public boolean quitSafely() {
        Looper looper = getLooper();
        if (looper != null) {
            looper.quitSafely();
            return true;
        }
        return false;
    }
    
    ...

HandlerThread 的源码比较少，主要理解了 Handler 机制，HandlerThread 也很简单。

(1) 开始时两个构造函数，没什么可说的，可以设置线程的名字，可以设置线程的优先级。

(2) 执行过程，当创建线程之后，只有调用了 Thread 的 start 方法后线程才开始进入就绪状态，当该线程获取 CPU 的时间片后，进入执行执行状态，进入 run 方法。

(3) 在 run 方法中和传统的线程有区别，不是直接执行一个 Runnable，而是创建当前线程 Looper，通过 Looper.prepare(); 创建 Looper 的同时也创建了 MessageQueue，这个 Looper 是保存在 ThreadLocal 中的，获取时也是通过 ThreadLocal 来获取。创建完之后，开始消息循环，Looper.loop()，这样就进入一个无限循环状态，当有消息进来时，就会处理消息，消息的执行过程是 Handler 的 handlerMessage 或者是 post 方法的 Runnable 的 run 方法。

(4) 注意一下，创建 Looper 和获取 Looper 方法中的同步机制，如果还没走 run 方法时就开始获取 Looper，mLooper 还没创建，所以需要等待，等待 Looper 创建之后唤醒。

(5) 回到上面的疑问点：HandlerThread 提供了 getThreadHandler() 方法，但是你可以试试，在外面调用这个方法时，会报错，看不到这个方法，咋一看这个方法没问题，是 public 的，为啥不能调用？是谷歌在搞笑么？搜索了一下：

看看这个解释

里面的解释大概是：

private @Nullable Handler mHandler; 可能为空，但是这个解释有点牵强，方法中已经做了非空判断

方法中有个注解 @hide，解释中给出的是，因为引入时，会删除标有@hide的所有类，方法，字段等，估计是 Google 不希望我们直接调用这个方法，那能怎么办？自己创建 Handler 呗。

2 IntentService

2.1 IntentService 使用

IntentService 内部使用了 HandlerThread 和 Handler，同时它继承了 Service，可以在子线程中执行任务，通过由于也成为四大组件之一，具有比普通线程的优先级，后台执行时不容易被杀死，所以 IntentService 比较适合后台执行优先级比较高的任务
。

IntentService 使用起来也比较简单,只需要继承 IntentService，重写 onHandleIntent() 这个抽象方法即可，这里重写其他方法，主要也是为了看 Log 信息，实际中可以不重写。

public class MyIntentService extends IntentService {

    private static final String TAG = MyIntentService.class.getSimpleName();

    public MyIntentService() {
        super(TAG);
    }

    public MyIntentService(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        Log.e(TAG, "onCreate");
    }

    @Override
    public void onStart(@Nullable Intent intent, int startId) {
        super.onStart(intent, startId);
        Log.e(TAG, "onStart");
    }

    @Override
    public int onStartCommand(@Nullable Intent intent, int flags, int startId) {
        Log.e(TAG, "onStartCommand");
        return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        Log.e(TAG, "onDestroy");
    }

    @Override
    protected void onHandleIntent(@Nullable Intent intent) {
        Log.e(TAG, "onHandleIntent");
        String tag = intent != null ? intent.getStringExtra("tag") : "";
        switch (tag) {
            case "task1":
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                    Log.e(TAG, "task1");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                break;
            case "task2":
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                    Log.e(TAG, "task2");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                break;
            default:
                break;
        }

    }
}

开启服务

    // 设置点击按钮，来开启两个后台任务
    Intent intent1 = new Intent(MainActivity.this, MyIntentService.class);
    intent1.putExtra("tag", "task1");
    startService(intent1);

    Intent intent2 = new Intent(MainActivity.this, MyIntentService.class);
    intent2.putExtra("tag", "task2");
    startService(intent2);

// 停止服务

private void stopService() {
    // 会把正在执行的任务完成
    Intent intent = new Intent(this, MyIntentService.class);
    this.stopService(intent);
}

别忘记在 AndroidManifest.xml 中注册服务

2.2 IntentService 原理分析

主要分析两个问题：

(1) IntentService 在什么时候开启线程 HandlerThread？

(2) 如何接收任务和执行任务？

public abstract class IntentService extends Service {

    private volatile Looper mServiceLooper;
    private volatile ServiceHandler mServiceHandler;
    private String mName;
    private boolean mRedelivery;

    private final class ServiceHandler extends Handler {
        public ServiceHandler(Looper looper) {
            super(looper);
        }

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            onHandleIntent((Intent)msg.obj);
            stopSelf(msg.arg1);
        }
    }

    public IntentService(String name) {
        super();
        mName = name;
    }

    @Override
    public void onCreate() {

        super.onCreate();
        // 创建 HandlerThread，并开启线程
        HandlerThread thread = new HandlerThread("IntentService[" + mName + "]");
        thread.start();

        // 创建 Handler
        mServiceLooper = thread.getLooper();
        mServiceHandler = new ServiceHandler(mServiceLooper);
    }

    @Override
    public void onStart(@Nullable Intent intent, int startId) {
        // 将消息发送到消息队列的当中
        Message msg = mServiceHandler.obtainMessage();
        msg.arg1 = startId;
        msg.obj = intent;
        mServiceHandler.sendMessage(msg);
    }

    @Override
    public int onStartCommand(@Nullable Intent intent, int flags, int startId) {
        onStart(intent, startId);
        return mRedelivery ? START_REDELIVER_INTENT : START_NOT_STICKY;
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        mServiceLooper.quit();
    }

    @Override
    @Nullable
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return null;
    }

    @WorkerThread
    protected abstract void onHandleIntent(@Nullable Intent intent);

IntentService 的源码也比较少，分析起来也不难。

(1)由于继承 Service，自然就有了 Service 的生命周期，当此一次开启时，会走 onCreate 方法，在这个方法中完成创建 HandlerThread，并开启线程 和 创建 Handler。

(2)接着会走 onStartCommand 方法，其中参数 intent 就是 startService() 中的参数，然后调用 onStart 方法，并通过 IntentService 内部的 Handler 将消息发送到消息队列中，参数 startId 代表请求的特殊标记，通过这个标记可用于 stopSelf(int startId)，通过这个方法停止任务，会等待所有的消息执行完之后，服务才会停止。

(3)消息的执行具体过程是在调用 ServiceHandler 的 handleMessage()，其内部又会调用 onHandleIntent((Intent)msg.obj)，即我们重写的方法，参数 msg.obj，也就是我们开启任务是传进来的 intent。执行任务之后通过 stopSelf(msg.arg1)，但是消息队列中还有任务时，会等待其他消息执行完毕，才会结束。

(4)由于采用的 Looper 执行任务，所有消息执行过程是按照顺序执行，只要这个 IntentService 还在执行，后面发过来的消息，就会排在消息队列的后面。

通过分析之后，上边的两个问题清晰了，理解了 IntentService 如何开启线程以及如何接收消息，和执行消息的过程。理解这部分的前提，是要把 Handler 的消息机制搞清楚。

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1 HandlerThread

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1.2 HandlerThread 原理分析

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2.1 IntentService 使用

2.2 IntentService 原理分析

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