深入理解android消息机制

程序员文章站 2022-07-14 18:25:18

...

android 重要核心知识点，怎么深刻理解都不为过,本篇博客从常用api ，Looper Hanldery以及HanlderTread源码角度解读

一常用api，主线程接收处理消息

 private Handler handler = new Handler() {
    public void handleMessage(Message msg) {
        switch (msg.what) {
            case 1 :
                bt.setText("正在下载...");
                break;
            case 2 :
                Bitmap bm = (Bitmap) msg.obj;
                iv.setImageBitmap(bm);
                break;
            case 3 :
                Bundle bundle = msg.getData();
                String data = bundle.getString("text");
                bt.setText(data);
                break;
        }
    }
};

二子线程发送消息

send发送

Message msg=new Message();
msg.what=1;//魔鬼数字，避免
handler.sendMessage(msg);
//或者
sendMessageDelay(what);
//或者
sendEmptyMessage(what);
//如果要带一个obj
Message msg = new Message(); 
msg.what =2; 
msg.obj = bm; 
handler.sendMessage(msg);
//带一个bundle
Message msg = new Message(); 
Bundle data = new Bundle(); 
data.putString("text", "正在下载..."); 
msg.what = 3; 
msg.setData(data); 
handler.sendMessage(msg);
//通过obtainMessage能避免重复Message创建对象

handler.sendEmptyMessage(1);
handler.sendEmptyMessageDelayed(1,1000);
handler.sendEmptyMessageAtTime(1,1000);
handler.sendMessage(Message.obtain());
handler.sendMessageAtTime(Message.obtain(),100);
handler.sendMessageDelayed(Message.obtain(),100);

post发送

mHandler.post(new Runnable()  
        {  
            @Override  
            public void run()  
            {  
                Log.e("TAG", Thread.currentThread().getName());  
                mTxt.setText("yoxi");  
            }  
        }); //并未创建线程,与handler同一个线程当然还有postDelayed方法

三 handler looper message 三者之间关系，逐个分析

3.1 Looper

Looper负责创建一个MessageQueue，然后进入一个无限循环体，不断从MessageQueue读取消息，消息的创建者就是Handler
Looper主要是prepare()和loop方法，

public static final void prepare() {  
        if (sThreadLocal.get() != null) {  
            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");  
        }  
        sThreadLocal.set(new Looper(true));  
}

sThreadLocal是一个ThreadLocal对象，可以在一个线程中存储变量。可以看到，在第5行，将一个Looper的实例放入了ThreadLocal，并且2-4行判断了sThreadLocal是否为null，否则抛出异常。这也就说明了Looper.prepare()方法不能被调用两次，同时也保证了一个线程中只有一个Looper实例.ActivityThread的main函数中调用prepare方法
Looper构造器

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

在构造方法中，创建了一个MessageQueue（消息队列）。
loop()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;  

            // 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 (;;) {  
                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.recycle();  
            }  
    }

第2行：
public static Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}

方法直接返回了sThreadLocal存储的Looper实例，如果me为null则抛出异常，也就是说looper方法必须在prepare方法之后运行。

第6行：拿到该looper实例中的mQueue（消息队列）
13到45行：就进入了我们所说的无限循环。
14行：取出一条消息，如果没有消息则阻塞。
27行：使用调用 msg.target.dispatchMessage(msg);把消息交给msg的target的dispatchMessage方法去处理。Msg的target是什么呢？其实就是handler对象，下面会进行分析。
44行：释放消息占据的资源。

Looper主要作用：
1、与当前线程绑定，保证一个线程只会有一个Looper实例，同时一个Looper实例也只有一个MessageQueue。
2、 loop()方法，不断从MessageQueue中去取消息，交给消息的target属性的dispatchMessage去处理。

3.2 handler

好了，我们的异步消息处理线程已经有了消息队列（MessageQueue），也有了在无限循环体中取出消息的哥们，现在缺的就是发送消息的对象了，于是乎：Handler登场了。看源码

public Handler() {  
        this(null, 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;  
    }

构造方法中： 14行：通过Looper.myLooper()获取了当前线程保存的Looper实例，然后在19行又获取了这个Looper实例中保存的MessageQueue（消息队列），这样就保证了handler的实例与我们Looper实例中MessageQueue关联上了。

send消息时：所有的message的send方法 sendMessage(Message msg) ，sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis)
sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
都会走到sendMessageAtTime，在此方法内部有直接获取MessageQueue然后调用了enqueueMessage方法，我们再来看看此方法：

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);  
   }

enqueueMessage中首先为msg.target赋值为this，【如果大家还记得Looper的loop方法会取出每个msg然后交给msg,target.dispatchMessage(msg)去处理消息】，也就是把当前的handler作为msg的target属性。最终会调用queue的enqueueMessage的方法，也就是说handler发出的消息，最终会保存到消息队列中去。
保证了handler的实例与我们Looper实例中MessageQueue关联上了。

现在已经很清楚了Looper会调用prepare()和loop()方法，在当前执行的线程中保存一个Looper实例，这个实例会保存一个MessageQueue对象，然后当前线程进入一个无限循环中去，不断从MessageQueue中读取Handler发来的消息。然后再回调创建这个消息的handler中的dispathMessage方法，下面我们赶快去看一看这个方法：

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

这样就到了handlerMessge方法，回调 ok

总结

1、Looper.prepare()调用Looper构造器，Looper 构造器new一个MessageQueue，实例化处一个线程。prepare方法只能调用一次，然后该实例中保存一个MessageQueue对象；因为Looper.prepare()在一个线程中只能调用一次，所以MessageQueue在一个线程中只会存在一个。

2、Looper.loop()会让当前线程进入一个无限循环，不断从MessageQueue的实例中读取消息，然后回调msg.target.dispatchMessage(msg)方法。

3、Handler的构造方法中，Loop.myLooper()会首先得到当前线程中保存的Looper实例，进而与Looper实例中的MessageQueue相关联。

4、Handler的send方法，会给msg的target赋值为handler自身，然后将message加入MessageQueue中。

5、在构造Handler实例时，我们会重写handleMessage方法，也就是msg.target.dispatchMessage(msg)最终调用的方法。

好了，总结完成，大家可能还会问，那么在Activity中，我们并没有显示的调用Looper.prepare()和Looper.loop()方法，为啥Handler可以成功创建呢，这是因为在Activity的启动代码中，已经在当前UI线程ActiveityThread调用了Looper.prepare()和Looper.loop()方法。
* 简化如下，Looper，prepare方法threadLocal保证一个线程只有一个looper实例，构造方法中穿件msgqueue，loop无限循环方法，msaqueue.next 取出消息，msg.target.dispatchMessage ,把消息交给target的dispatchmessage方法处理，hanlder构造方法中Looper静态方法获取当前线程保存的Looper实例，（消息轮询和处理都在主线程）， sendMessage方法无论是否延迟都会走到sendMesageAtTime –>enqueueMessage方法将this赋值给msg.target 。handler发送的消息保存到消息队列中，dispatchMessage中调用handleMessage *

handler post

mHandler.post(new Runnable()  
        {  
            @Override  
            public void run()  
            {  
                Log.e("TAG", Thread.currentThread().getName());  
                mTxt.setText("yoxi");  
            }  
        });

run方法中可以写更新UI的代码，其实这个Runnable并没有创建什么线程，而是发送了一条消息，下面看源码：

源码

    public final boolean post(Runnable r)  
       {  
          return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);  
       }  

private static Message getPostMessage(Runnable r) {  
      Message m = Message.obtain();  
      m.callback = r;  
      return m;  
  }

步骤 post->sendMessage 将Runnable赋值给Message的callback，dispathMessage若msg的callback不会空，handleCallback，即执行run回调方法

四 handler处理消息一定要在主线程吗

new Thread() {
            private Handler handler;

            public void run() {

                Looper.prepare();//注意此行代码

                handler = new Handler() {
                    public void handleMessage(android.os.Message msg) {
                        Log.e("TAG", Thread.currentThread().getName());
                    }
                };
            }
            Looper.loop();
        }.start();

直接new Handler（）默认为当前线程，如果用于刷新ui，Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper());

五 HandlerThread

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private MyThread childThread;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
//        HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("666");
//        handlerThread.start();
        childThread = new MyThread();
        childThread.start();
        Handler childHandler = new Handler(childThread.childLooper) {//这样之后，childHandler和childLooper就关联起来了。
            public void handleMessage(Message msg) {

            }

            ;
        };
    }

    private class MyThread extends Thread {
        public Looper childLooper;

        @Override
        public void run() {
            Looper.prepare();//创建与当前线程相关的Looper
            childLooper = Looper.myLooper();//获取当前线程的Looper对象
            Looper.loop();//调用此方法，消息才会循环处理
        }
    }
}

这个做法是不妥当的我们依然循序Android的三步走战略，完成了子线程Handler的创建，难道这样创建完了，就可以发消息了么？发的消息在什么线程处理？一系列的问题，怎么办？看代码！！！运行上述代码，我们发现一个问题，就是此代码一会崩溃、一会不崩溃，通过查看日志我们看到崩溃的原因是空指针。谁为空？？？查到是我们的Looper对象，怎么会那？我不是在子线程的run方法中初始化Looper对象了么？话是没错，但是你要知道，当你statr子线程的时候，虽然子线程的run方法得到执行，但是主线程中代码依然会向下执行，造成空指针的原因是当我们new Handler(childThread.childLooper)的时候，run方法中的Looper对象还没初始化。当然这种情况是随机的，所以造成偶现的崩溃。Handler应运而生

mHandlerThread = new HandlerThread("HandlerThread");
handlerThread.start();

=================================
final Handler handler = new Handler(mHandlerThread.getLooper()){
  @Override
  public void handleMessage(Message msg) {
   System.out.println("收到消息");
  }
 };

//不要忘记销毁时释放资源
@Override
protected void onDestroy() {
 super.onDestroy();
 mHandlerThread.quit();
}

Handler的getLooper方法

 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;
    }

HandlerThread类的getLooper方法如上，我们看到当我们获取当前线程Looper对象的时候，会先判断当前线程是否存活，然后还要判断Looper对象是否为空，都满足之后才会返回给我Looper对象，否则处于等待状态！！既然有等待，那就有唤醒的时候，在那里那？？？我们发现HandlerThread的run方法中，有如下代码：

@Override
    public void run() {
        mTid = Process.myTid();
        Looper.prepare();
        synchronized (this) {
            mLooper = Looper.myLooper();
            notifyAll();
        }
        Process.setThreadPriority(mPriority);
        onLooperPrepared();
        Looper.loop();
        mTid = -1;
    }

HandlerThead常用场景，定时更新ui

public class HandlerThreadActivity extends AppCompatActivity
{

    private TextView mTvServiceInfo;

    private HandlerThread mCheckMsgThread;
    private Handler mCheckMsgHandler;
    private boolean isUpdateInfo;

    private static final int MSG_UPDATE_INFO = 0x110;

    //与UI线程管理的handler
    private Handler mHandler = new Handler();


    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState)
    {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_thread_handler);

        //创建后台线程
        initBackThread();

        mTvServiceInfo = (TextView) findViewById(R.id.id_textview);

    }

    @Override
    protected void onResume()
    {
        super.onResume();
        //开始查询
        isUpdateInfo = true;
        mCheckMsgHandler.sendEmptyMessage(MSG_UPDATE_INFO);
    }

    @Override
    protected void onPause()
    {
        super.onPause();
        //停止查询
        isUpdateInfo = false;
        mCheckMsgHandler.removeMessages(MSG_UPDATE_INFO);

    }

    private void initBackThread()
    {
        mCheckMsgThread = new HandlerThread("check-message-coming");
        mCheckMsgThread.start();
        mCheckMsgHandler = new Handler(mCheckMsgThread.getLooper())
        {
            @Override
            public void handleMessage(Message msg)
            {
                checkForUpdate();
                if (isUpdateInfo)
                {
                    mCheckMsgHandler.sendEmptyMessageDelayed(MSG_UPDATE_INFO, 1000);
                }
            }
        };


    }

    /**
     * 模拟从服务器解析数据
     */
    private void checkForUpdate()
    {
        try
        {
            //模拟耗时
            Thread.sleep(1000);
            mHandler.post(new Runnable()
            {
                @Override
                public void run()
                {
                    String result = "实时更新中，当前大盘指数：<font color='red'>%d</font>";
                    result = String.format(result, (int) (Math.random() * 3000 + 1000));
                    mTvServiceInfo.setText(Html.fromHtml(result));
                }
            });

        } catch (InterruptedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    @Override
    protected void onDestroy()
    {
        super.onDestroy();
        //释放资源
        mCheckMsgThread.quit();
    }


}

上一篇：深入理解Android消息机制

下一篇：深入理解android消息机制（一）——handler Looper源码

深入理解android消息机制

一常用api，主线程接收处理消息

二子线程发送消息

三 handler looper message 三者之间关系，逐个分析

3.1 Looper

3.2 handler

总结

四 handler处理消息一定要在主线程吗

五 HandlerThread

php中ob函数缓冲机制深入理解

android利用消息机制获取网络图片

关于消息中间件，我找了一些比较好玩的讨论主题，觉得对于深入理解一些技术问题非常有帮助

Android 渲染机制深入理解

Android插件化原理解析--插件化加载机制

深入理解JavaScript编程中的同步与异步机制

深入理解python try异常处理机制

Android 事件触发机制的深入学习

深入理解Java中的反射机制

深入理解令牌认证机制（token）

深入理解android消息机制

一 常用api，主线程接收处理消息

二 子线程发送消息

三 handler looper message 三者之间关系，逐个分析

3.1 Looper

3.2 handler

总结

四 handler处理消息一定要在主线程吗

五 HandlerThread

php中ob函数缓冲机制深入理解

android利用消息机制获取网络图片

关于消息中间件，我找了一些比较好玩的讨论主题，觉得对于深入理解一些技术问题非常有帮助

Android 渲染机制深入理解

Android插件化原理解析--插件化加载机制

深入理解JavaScript编程中的同步与异步机制

深入理解python try异常处理机制

Android 事件触发机制的深入学习

深入理解Java中的反射机制

深入理解令牌认证机制（token）

一常用api，主线程接收处理消息

二子线程发送消息