Android进阶2：线程和线程池（2）—— HandlerThread原理解析

HandlerThread是属于Android异步线程模块的一部分，上一篇是AsyncTask的源码：
Android进阶2：线程和线程池（1）—— AsycTask原理解析

如果你没看过handler消息机制，建议先学习下handler消息机制：
Android进阶1：Android的消息机制

记得之前刚接触android的之后，只知道HandlerThread内部原理：Handler + Thread，始终没看过源码，最近学习到了android线程和线程池模块，自然而然的HandlerThread源码是必须看的。

HandlerThread的简单使用

老规矩，得先会使用HandlerThread再说别的。

需求：使用HandlerThread开启一个子任务，在子任务中，发送消息，在UI主线程接收消息，并显示在TextView上。


public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private Handler mainHandler = new Handler() { //主线程的handler
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            String description = msg.getData().getString("description");
            textView.setText(description);
        }
    };

    private TextView textView;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        textView = findViewById(R.id.image_view);

        HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("test-handler-thread");
        handlerThread.start();

        Handler childHandler = new Handler(handlerThread.getLooper()) {
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                super.handleMessage(msg);
                //运行在子线程
                String description = msg.getData().getString("description");
                Message message = mainHandler.obtainMessage();
                Bundle data = message.getData();
                data.putString("description",  description);
                mainHandler.sendMessage(message); //通过主线程的handler发送消息
            }
        };
        for (int i = 0; i < 10; i++) { //子线程childHandler 发送消息
            Message message = childHandler.obtainMessage();
            Bundle data = new Bundle();
            data.putString("description","hello world  " + i);
            message.setData(data);
            childHandler.sendMessageDelayed(message, 1000 * i);
        }
    }
}

通过上述demo是对handleThread的简单使用，并且我们得到的信息是：

通过handlerThread.getLooper()新建了绑定的childHandler对象
childHandler发送消息，但是在childHandler内部又通过mainHandler发送了消息，真正更新UI是在mainHandler中，为什么不在childHandler中更新UI呢？原因只有一个：那就是childHandler中的handleMessage是运行在子线程中的，我们知道handleMessage方法运行的线程和创建该handler的Looper的线程是一致的，换句话说：handlerThread.getLooper()获得的是子线程的Looper。到底是不是子线程的Looper呢？看源码

HandlerThread的

1：HandlerThread成员变量


/**
  Handy class for starting a new thread that has a looper. The looper can then be 
  used to create handler classes. Note that start() must still be called.
 */
//注意点
public class HandlerThread extends Thread {
    int mPriority; //线程任务优先级
    int mTid = -1;
    //注意点
    Looper mLooper; //当前线程的Looper对象
    private @Nullable Handler mHandler; //传递的handler
    ......
}

两个注意点：

HandlerThread 继承自 Thread类，HandlerThread本身可以说是Thread的子类，也就是可以处理耗时操作。
成员变量含有Looper和Handler对象，也就是处理消息啦。

再看下Google给出的方法描述：创建一个含有Looper的子线程，该Looper用来创建一个Handler对象。无论如何都必须通过start开启。

通过Google的描述，我们使用的HandlerThread的步骤是不是清晰了？

HandlerThread handlerThread = new HandlerThread(“test-handler-thread”);
handlerThread.start(); 开启任务
Handler childHandler = new Handler(handlerThread.getLooper()) ，通过HandlerThread的成员变量Looper创建出关联的handler。

接着往下看，构造函数：

HandlerThread构造方法

   /**
     * @param name the name of the new thread
     * 线程名称
     */
    public HandlerThread(String name) {
        super(name);
        mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;
    }

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

HandlerThread只有两个构造函数，我们的demo使用的是第一种创建方式，name参数表示线程的名字；

对象创建好了该运行了，那么就得看下start源码了

HandlerThread启动线程

通过查找，并没有在HandlerThread的源码内找到start()的复写，也就是说执行的是Thread的start方法。再想一下，start()方法调用之后，run()方法就调用了，来看下run()的源码：


    @Override
    public void run() {
        //此时就运行在子线程了！
        mTid = Process.myTid();
        Looper.prepare(); // 创建子线程的Looper
        synchronized (this) {
            mLooper = Looper.myLooper(); //获取子线程的Looper
            notifyAll(); //注意点1：唤醒所有等待
        }
        Process.setThreadPriority(mPriority); //设置线程优先级
        onLooperPrepared(); //注意点2：looper准备工作
        Looper.loop(); //开启Looper调度 
        mTid = -1;
    }

通过上述代码可以看出，run方法主要做的工作就是：创建Looper，并且开启Looper的消息循环。有两个注意点：

注意点1：唤醒等待线程，唤醒的是谁呢？下文讲述
注意点2：onLooperPrepared()方法，HandlerThread暴露这个方法，我们的知晓，我们可以在消息Looper开始消息调度前，复写此方法多一些事情。

再回过头看demo创建子线程的handler，看到了handlerThread.getLooper(), 看下源码：


    public Looper getLooper() {
        if (!isAlive()) { //线程是否存活
            return null;
        }

        // If the thread has been started, wait until the looper has been created.
        //如果改线程已经存活，就等到Looper创建好。
        synchronized (this) {
            while (isAlive() && mLooper == null) { //死循环，等待创建好Looper对象
                try {
                    wait(); //等待唤醒
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }
        }
        return mLooper; //返回Looper对象
    }

此方法返回的是Looper对象，然后先判断线程是否存活，然后判断mLooper是否为null , 如果looper是null，就休眠等待唤醒，休眠？那什么时候唤醒呢？还记得run()方法里面的唤醒等待吧？就是线程间Looper，然后唤醒等待，确保创建使用Handler之前必须有Looper。由于该Looper对象创建在子线程中，所有通过该Looper为参数创建的Handler内部的handlerMessage也是运行在子线程中。可以这样理解：上述demo，发送消息是在主线程，但是执行消息是在子线程，刚好跟我们常用的handler相反。

HandlerThread退出

退出有两种方式：

 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;
    }

这两种退出方式是不是很熟悉？没错，就是Looper的两种退出方式，内部调用的是MessageQueue的退出。

至此流程走完了，梳理一下：

创建HandleThread —> start启动 —> 在run方法内创建Looper对象，并唤醒等待 —> 通过run创建的Looper对象，创建一个运行在子线程的handler对象 —> 在子线程的handleMessage方法内，处理消息。

HandlerThread和普通Thread的区别:
Thread: run()中执行耗时操作，执行一次之后就结束，
HandlerThread：run()方法是无限循环的，阻塞等待，通过子线程为参数创建的Handler发送消息，执行任务。因此在明确不需要HandlerThread时，要通过quit或者quitSafely终止线程的执行。

通过上述分析，可以确定的是，HandlerThread原理实际上就是handler + Thread的封装使用

本文感谢《Android开发艺术探索》

如果发现错误，欢迎指正，以便纠正，谢谢哈 = - =

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