Android線程間通信之handler
本文來一起討論下Android的handler機(jī)制。
相信寫過android的童鞋，一定對handler很熟悉。因?yàn)槭褂妙l率實(shí)在太高了。尤其是在非ui線程，想要刷新ui控件的時(shí)候。因?yàn)閡i控件的刷新只能在主線程做，但是我們可能有在非ui線程卻需要更新ui的需求，比如在一個(gè)后臺線程下載了圖片需要更新到ui上，這時(shí)候就需要主線程handler來發(fā)送更新的message。
handler的使用如此頻繁，我們有必要知道其內(nèi)部是如何工作的。
- 一句話概括
- handler thread
- handler
- 發(fā)送什么
- 觸發(fā)的線程
- 創(chuàng)建handler
- runnable的封裝
- 如何處理消息
- message
- 如何產(chǎn)生消息
- 發(fā)送時(shí)機(jī)
- Looper
- 創(chuàng)建looper
- 派發(fā)消息
- 例子
- 總結(jié)
一句話概括
handler, looper, message的組合，能夠做什么工作?簡單地說，就一句話：在一個(gè)線程里，指定在另一個(gè)線程里，執(zhí)行一個(gè)任務(wù)。
handler thread
什么是handler thread。當(dāng)一個(gè)線程，創(chuàng)建了looper，looper里面擁有message queue，創(chuàng)建了handler，那么，這個(gè)線程就是一個(gè)handler thread。
handler thread的作用就是，讓其他的線程指定handler thread去執(zhí)行一個(gè)任務(wù)。比如ui線程就是一個(gè)handler thread。我們可以在普通線程中，指定讓ui線程去更新ui。
handler
handler有兩個(gè)工作，一是發(fā)送任務(wù)或者消息;二是處理消息或者執(zhí)行任務(wù)。
發(fā)送什么
handler可以發(fā)送什么
handler和message queue密切聯(lián)系，直覺上handler會發(fā)送消息到message queue。其實(shí)不僅如此，handler既能發(fā)送message，也能發(fā)送runnbale。換句話說，message queue不只是裝message的queue(其實(shí)是一個(gè)單鏈表)，而且還能裝runnable。
觸發(fā)的線程
handler發(fā)送消息或者任務(wù)，一般是在其他線程發(fā)送的，即發(fā)送消息時(shí)所在的線程，并不是創(chuàng)建handler的線程(當(dāng)然，也可以在創(chuàng)建handler的線程發(fā)消息，等于自己發(fā)給自己)。
而handler處理消息或執(zhí)行任務(wù)，則是在創(chuàng)建自己的線程中執(zhí)行的。
創(chuàng)建handler
handler和looper并不是ui線程獨(dú)有的。任何一個(gè)普通的線程，都可以創(chuàng)建自己的looper，創(chuàng)建自己的handler。
但是有一點(diǎn)需要注意，創(chuàng)建handler前，必須先創(chuàng)建looper。
如果不創(chuàng)建looper，直接new一個(gè)handler，比如
- new Thread(new Runnable(){
- public void run() {
- Handler handler = new Handler();
- }
- }).start();
運(yùn)行時(shí)，會直接報(bào)錯：
- Can’t create handler inside thread that has not called Looper.prepare()
來看看handler的構(gòu)造函數(shù)
- public Handler(Callback callback, boolean async) {
- ...
- mLooper = Looper.myLooper(); // Looper.myLooper用于獲取當(dāng)前線程的looper
- if (mLooper == null) {
- throw new RuntimeException(
- "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
- }
- mQueue = mLooper.mQueue;
- ...
- }
handler發(fā)送消息到message queue，所以，構(gòu)造一個(gè)handler的時(shí)候必須知道m(xù)essage queue，才能確定把消息發(fā)送到哪里。
而message queue是由looper來管理的，因此順序上，必須先創(chuàng)建了looper，才能創(chuàng)建handler。
創(chuàng)建線程的Looper，
- Looper.prepare();
所以，創(chuàng)建一個(gè)handler的正確寫法是：
- new Thread(new Runnable(){
- public void run() {
- Looper.prepare();
- Handler handler = new Handler();
- }
- }).start();
可能有同學(xué)會覺得奇怪，平時(shí)用new Handler() 的時(shí)候沒有先調(diào)用Looper.prepare()也一樣可以用呀?那是因?yàn)椋琱andler是在主線程創(chuàng)建的。
- // ActivityThread.java
- public static void main(String[] args) {
- ...
- Looper.prepareMainLooper();
- ...
- }
主線程在啟動的時(shí)候，就會調(diào)用Looper.prepareMainLooper() 創(chuàng)建looper，所以，我們可以在主線程直接創(chuàng)建handler，不需要手動先創(chuàng)建looper。
runnable的封裝
可能大家會覺得奇怪，message queue應(yīng)該裝的是message，那么handler.post(runnable)，runnable跑哪里去了呢?
runnable其實(shí)也是發(fā)送給了message queue，只不過在發(fā)送前，先對runnable進(jìn)行了封裝。
- 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;
- }
用getPostMessage 把runnable包裝成一個(gè)message，message的callback就是runnable。因此，分辨一個(gè)message是不是runnable，其實(shí)只要看message的callback是否為空，如果為空，就是普通的message，否則，就是一個(gè)runnbale。
如何處理消息
看下dispathMessage
- public void dispatchMessage(Message msg) {
- if (msg.callback != null) {
- handleCallback(msg); // handler.post(runnable)時(shí)走這里
- } else {
- if (mCallback != null) { // handler = new Handler(callback)時(shí)走這里
- if (mCallback.handleMessage(msg)) {
- return;
- }
- }
- handleMessage(msg); // handler = new Handler()時(shí)走這里
- }
- }
根據(jù)handler發(fā)送消息的類型，分成2種情況：
- handler發(fā)送了一個(gè)message到message queue
- handler發(fā)送了一個(gè)runnbale到message queue
根據(jù)前面提到的，message.callback其實(shí)就是對runnable的封裝，所以，如果handler是發(fā)送了一個(gè)runnable到message queue，那么就會執(zhí)行這個(gè)runnable。
如果handler是發(fā)送了一個(gè)message到message queue，那么又細(xì)分為2種情況
- handler創(chuàng)建時(shí)設(shè)置了callback, 即handler = new Handler(callback);
- handler創(chuàng)建時(shí)未設(shè)置callback，即handler = new Handler();
如果設(shè)置了callback，那么message會先被callback處理。
如果callback返回true，說明處理完成，不會再傳給handler.handleMessage了。
如果callback返回false，說明處理未完成，會再把message傳給handler.handleMessage繼續(xù)處理。
如果未設(shè)置callback，message會直接傳給handler.handleMessage處理。
message
如何產(chǎn)生消息
消息如何產(chǎn)生
message可以由構(gòu)造函數(shù)生成。更多的時(shí)候，是從可回收的消息對象池里面直接獲取的，提供性能。從消息對象池獲取一個(gè)消息的方式是Message.obtain()，也可以用Handler.obtainMessage()。
另外，不產(chǎn)生消息，也可以發(fā)送消息。好繞口，啥意思?handler.sendEmptyMessage()，可以發(fā)送一個(gè)空消息到message queue，不需要構(gòu)造一個(gè)message對象。
發(fā)送時(shí)機(jī)
消息什么時(shí)候發(fā)送
消息的處理時(shí)機(jī)還是由handler來決定(感覺handler管的好寬==)。
handler.sendMessage，把message放到message queue的尾部排隊(duì)，looper從前往后一個(gè)一個(gè)取消息。handler.sendMessageAtFrontOfQueue，把message放到message queue的頭部，消息可以馬上被處理。
handler.sendMessageAtTime，不馬上發(fā)送消息到message queue，而是在指定的時(shí)間點(diǎn)發(fā)送。
handler.sendMessageDelayed，不馬上發(fā)送消息到message queue，而是在指定的時(shí)延后再發(fā)送。
Looper
創(chuàng)建looper
前面提到，looper就像一個(gè)發(fā)送機(jī)一樣，會從message queue中取出消息，然后派發(fā)給handler處理。因此，要知道m(xù)essage應(yīng)該發(fā)送到哪個(gè)handler，必須先創(chuàng)建looper。
創(chuàng)建looper的方法
- Loop.prepare();
派發(fā)消息
通過looper.loop()，looper會不斷從message queue取消息，并派發(fā)出去。
looper怎么知道m(xù)essage應(yīng)該派發(fā)給哪一個(gè)handler呢?
一起看看loop方法
- public static void loop() {
- ...
- for (;;) {
- Message msg = queue.next(); // might block
- if (msg == null) {
- // No message indicates that the message queue is quitting.
- return;
- }
- ...
- msg.target.dispatchMessage(msg);
- ...
- }
- }
每個(gè)msg都有一個(gè)target屬性，這個(gè)target就是發(fā)送消息的handler，派發(fā)message，就是派發(fā)給msg.target對象。
loop方法并不是無限循環(huán)的，一旦message queue為空，就會結(jié)束，以免長期占用cpu資源。
例子
下圖中，線程A是一個(gè)handler thread。現(xiàn)在線程B想讓線程A處理一個(gè)消息message 5。于是，線程B拿到線程A的handler引用，然后調(diào)用handler的sendMessage。
message 5被發(fā)送到線程A的message queue。
線程A怎么去處理這個(gè)消息呢?使用looper.loop方法，每次會從message queue取出一條消息，當(dāng)取到message 5，說明message 5即將被處理。
真正的消息處理邏輯，是在handler的handleMessage里面自定義的(或者runnable，callback，這里以handleMessage為例)。
looper取到message 5，通過message 5的target屬性，知道目標(biāo)handler，然后把消息發(fā)送給handler進(jìn)行處理。
總結(jié)
handler不是獨(dú)立存在的，一個(gè)handler，一定有一個(gè)專屬的線程，一個(gè)消息隊(duì)列，和一個(gè)looper與之關(guān)聯(lián)。
這幾個(gè)角色是如何協(xié)同工作的呢?簡單概括為下面四個(gè)步驟：
- handler發(fā)送消息到message queue，這個(gè)消息可能是一個(gè)message，可能是一個(gè)runnable
- looper負(fù)責(zé)從message queue取消息
- looper把消息dispatch給handler
- handler處理消息(handleMessage或者執(zhí)行runnable)
handler和looper的關(guān)系有點(diǎn)類似于生產(chǎn)者和消費(fèi)者的關(guān)系，handler是生產(chǎn)者，生產(chǎn)消息然后添加到message queue;looper是消費(fèi)者，從message queue取消息。
