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很多人面試肯定都被問到過,請問Android中的Looper , Handler , Message有什麼關係?本篇博客目的首先爲大家從源碼角度介紹3者關係,然後給出一個容易記憶的結論。
1、 概述
Handler 、 Looper 、Message 這三者都與Android異步消息處理線程相關的概念。那麼什麼叫異步消息處理線程呢?
異步消息處理線程啓動後會進入一個無限的循環體之中,每循環一次,從其內部的消息隊列中取出一個消息,然後回調相應的消息處理函數,執行完成一個消息後則繼續循環。若消息隊列爲空,線程則會阻塞等待。
說了這一堆,那麼和Handler 、 Looper 、Message有啥關係?其實Looper負責的就是創建一個MessageQueue,然後進入一個無限循環體不斷從該MessageQueue中讀取消息,而消息的創建者就是一個或多個Handler 。
2、 源碼解析
1、Looper
對於Looper主要是prepare()和loop()兩個方法。
首先看prepare()方法
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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是一個ThreadLocal對象,可以在一個線程中存儲變量。可以看到,在第5行,將一個Looper的實例放入了ThreadLocal,並且2-4行判斷了sThreadLocal是否爲null,否則拋出異常。這也就說明了Looper.prepare()方法不能被調用兩次,同時也保證了一個線程中只有一個Looper實例~相信有些哥們一定遇到這個錯誤。
下面看Looper的構造方法:
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private Looper(boolean quitAllowed) {
-
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
-
mRun = true;
-
mThread = Thread.currentThread();
-
}
在構造方法中,創建了一個MessageQueue(消息隊列)。
然後我們看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;
-
-
-
-
Binder.clearCallingIdentity();
-
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
-
-
for (;;) {
-
Message msg = queue.next();
-
if (msg == null) {
-
-
return;
-
}
-
-
-
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);
-
}
-
-
-
-
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存儲的Looper實例,如果me爲null則拋出異常,也就是說looper方法必須在prepare方法之後運行。
第6行:拿到該looper實例中的mQueue(消息隊列)
13到45行:就進入了我們所說的無限循環。
14行:取出一條消息,如果沒有消息則阻塞。
27行:使用調用 msg.target.dispatchMessage(msg);把消息交給msg的target的dispatchMessage方法去處理。Msg的target是什麼呢?其實就是handler對象,下面會進行分析。
44行:釋放消息佔據的資源。
Looper主要作用:
1、 與當前線程綁定,保證一個線程只會有一個Looper實例,同時一個Looper實例也只有一個MessageQueue。
2、 loop()方法,不斷從MessageQueue中去取消息,交給消息的target屬性的dispatchMessage去處理。
好了,我們的異步消息處理線程已經有了消息隊列(MessageQueue),也有了在無限循環體中取出消息的哥們,現在缺的就是發送消息的對象了,於是乎:Handler登場了。
2、Handler
使用Handler之前,我們都是初始化一個實例,比如用於更新UI線程,我們會在聲明的時候直接初始化,或者在onCreate中初始化Handler實例。所以我們首先看Handler的構造方法,看其如何與MessageQueue聯繫上的,它在子線程中發送的消息(一般發送消息都在非UI線程)怎麼發送到MessageQueue中的。
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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;
-
}
14行:通過Looper.myLooper()獲取了當前線程保存的Looper實例,然後在19行又獲取了這個Looper實例中保存的MessageQueue(消息隊列),這樣就保證了handler的實例與我們Looper實例中MessageQueue關聯上了。
然後看我們最常用的sendMessage方法
-
public final boolean sendMessage(Message msg)
-
{
-
return sendMessageDelayed(msg, 0);
-
}
-
public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
-
Message msg = Message.obtain();
-
msg.what = what;
-
return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);
-
}
-
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
-
{
-
if (delayMillis < 0) {
-
delayMillis = 0;
-
}
-
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
-
}
-
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);
-
}
輾轉反則最後調用了sendMessageAtTime,在此方法內部有直接獲取MessageQueue然後調用了enqueueMessage方法,我們再來看看此方法:
-
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
-
msg.target = this;
-
if (mAsynchronous) {
-
msg.setAsynchronous(true);
-
}
-
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
-
}
enqueueMessage中首先爲meg.target賦值爲this,【如果大家還記得Looper的loop方法會取出每個msg然後交給msg,target.dispatchMessage(msg)去處理消息】,也就是把當前的handler作爲msg的target屬性。最終會調用queue的enqueueMessage的方法,也就是說handler發出的消息,最終會保存到消息隊列中去。
現在已經很清楚了Looper會調用prepare()和loop()方法,在當前執行的線程中保存一個Looper實例,這個實例會保存一個MessageQueue對象,然後當前線程進入一個無限循環中去,不斷從MessageQueue中讀取Handler發來的消息。然後再回調創建這個消息的handler中的dispathMessage方法,下面我們趕快去看一看這個方法:
-
public void dispatchMessage(Message msg) {
-
if (msg.callback != null) {
-
handleCallback(msg);
-
} else {
-
if (mCallback != null) {
-
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
-
return;
-
}
-
}
-
handleMessage(msg);
-
}
-
}
可以看到,第10行,調用了handleMessage方法,下面我們去看這個方法:
-
-
-
-
public void handleMessage(Message msg) {
-
}
-
可以看到這是一個空方法,爲什麼呢,因爲消息的最終回調是由我們控制的,我們在創建handler的時候都是複寫handleMessage方法,然後根據msg.what進行消息處理。
例如:
-
private Handler mHandler = new Handler()
-
{
-
public void handleMessage(android.os.Message msg)
-
{
-
switch (msg.what)
-
{
-
case value:
-
-
break;
-
-
default:
-
break;
-
}
-
};
-
};
到此,這個流程已經解釋完畢,讓我們首先總結一下
1、首先Looper.prepare()在本線程中保存一個Looper實例,然後該實例中保存一個MessageQueue對象;因爲Looper.prepare()在一個線程中只能調用一次,所以MessageQueue在一個線程中只會存在一個。
2、Looper.loop()會讓當前線程進入一個無限循環,不端從MessageQueue的實例中讀取消息,然後回調msg.target.dispatchMessage(msg)方法。
3、Handler的構造方法,會首先得到當前線程中保存的Looper實例,進而與Looper實例中的MessageQueue想關聯。
4、Handler的sendMessage方法,會給msg的target賦值爲handler自身,然後加入MessageQueue中。
5、在構造Handler實例時,我們會重寫handleMessage方法,也就是msg.target.dispatchMessage(msg)最終調用的方法。
好了,總結完成,大家可能還會問,那麼在Activity中,我們並沒有顯示的調用Looper.prepare()和Looper.loop()方法,爲啥Handler可以成功創建呢,這是因爲在Activity的啓動代碼中,已經在當前UI線程調用了Looper.prepare()和Looper.loop()方法。
3、Handler post
今天有人問我,你說Handler的post方法創建的線程和UI線程有什麼關係?
其實這個問題也是出現這篇博客的原因之一;這裏需要說明,有時候爲了方便,我們會直接寫如下代碼:
-
mHandler.post(new Runnable()
-
{
-
@Override
-
public void run()
-
{
-
Log.e("TAG", Thread.currentThread().getName());
-
mTxt.setText("yoxi");
-
}
-
});
然後run方法中可以寫更新UI的代碼,其實這個Runnable並沒有創建什麼線程,而是發送了一條消息,下面看源碼:
-
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;
-
}
可以看到,在getPostMessage中,得到了一個Message對象,然後將我們創建的Runable對象作爲callback屬性,賦值給了此message.
注:產生一個Message對象,可以new ,也可以使用Message.obtain()方法;兩者都可以,但是更建議使用obtain方法,因爲Message內部維護了一個Message池用於Message的複用,避免使用new 重新分配內存。
-
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
-
{
-
if (delayMillis < 0) {
-
delayMillis = 0;
-
}
-
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
-
}
-
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);
-
}
最終和handler.sendMessage一樣,調用了sendMessageAtTime,然後調用了enqueueMessage方法,給msg.target賦值爲handler,最終加入MessagQueue.
可以看到,這裏msg的callback和target都有值,那麼會執行哪個呢?
其實上面已經貼過代碼,就是dispatchMessage方法:
-
public void dispatchMessage(Message msg) {
-
if (msg.callback != null) {
-
handleCallback(msg);
-
} else {
-
if (mCallback != null) {
-
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
-
return;
-
}
-
}
-
handleMessage(msg);
-
}
-
}
第2行,如果不爲null,則執行callback回調,也就是我們的Runnable對象。
好了,關於Looper , Handler , Message 這三者關係上面已經敘述的非常清楚了。
最後來張圖解:
希望圖片可以更好的幫助大家的記憶~~
4、後話
其實Handler不僅可以更新UI,你完全可以在一個子線程中去創建一個Handler,然後使用這個handler實例在任何其他線程中發送消息,最終處理消息的代碼都會在你創建Handler實例的線程中運行。
-
new Thread()
-
{
-
private Handler handler;
-
public void run()
-
{
-
-
Looper.prepare();
-
-
handler = new Handler()
-
{
-
public void handleMessage(android.os.Message msg)
-
{
-
Log.e("TAG",Thread.currentThread().getName());
-
};
-
};<pre code_snippet_id="445431" snippet_file_name="blog_20140808_19_1943618" name="code" class="java"> Looper.loop(); } </pre>
Android不僅給我們提供了異步消息處理機制讓我們更好的完成UI的更新,其實也爲我們提供了異步消息處理機制代碼的參考~~不僅能夠知道原理,最好還可以將此設計用到其他的非Android項目中去~~