Android理解Looper、Handler、Message三者关系:

Handler 、Looper、Message都与Android异步消息处理线程有关!

当你的应用进程被创建的时候,应用进程的主线程(main thread)就建立一个消息队列,操纵top级别的应用对象(比如activities、broadcast receivers等)和它们创建的任何窗口。

因为效率的考虑,所有的View和Widget都不是线程安全的,所以相关操作强制放在同一个线程,这样就可以避免多线程带来的问题。这个线程就是主线程,也即UI线程。

你可以创建自己的线程,通过一个Handler对象和应用的主线程通信。

如果你将一个Handler和你的UI线程连接,处理消息的代码就将会在UI线程中执行。

新线程和UI线程的通信是通过从你的新线程调用和主线程相关的Handler对象的post或者sendMessage方法实现的,给定的Runnable或Message将会在Handler的消息队列中,并且在合适的时间被处理。

Android程序的运行入口点可以认为是android.app.ActivityThread类的main()方法:

public static final void main(String[] args) {
        // other codes...

        // 创建主线程循环
        Looper.prepareMainLooper();
        if (sMainThreadHandler == null) {
            sMainThreadHandler = new Handler();
        }

        ActivityThread thread = new ActivityThread();
        thread.attach(false);

        // other codes...

        // 进入当前线程(此时是主线程)消息循环
        Looper.loop();

        // other codes...

        thread.detach();
        // other codes...
    }

Looper类中的主线程创建方法prepareMainLooper()方法是专门为创建应用程序的主线程调用的,其他线程都不应该调用这个方法,而应该调用prepare()方法。

1.简述:Looper创建一个MessageQueue(单个实例),通过一个无限循环不断从这个MessageQueue队列中取出消息并通过解析分发,创建者就是Handler。


Looper:
重点:prepare()和loop()
prepare():

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

sThreadLocal是一个ThreadLocal对象,可以在一个线程中存储变量,这个变量是不和其他线程共享的。可以看到,将一个Looper的实例放入了ThreadLocal,并且判断了sThreadLocal是否为null,否则抛出异常。这样保证了一个线程中只有一个Looper实例。

Looper的构造方法:

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():

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();  
        }  
}  
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。首先拿到该looper实例中的mQueue(消息队列)然后进入了无限循环,不断从队列中取出一条消息,如果没有消息则阻塞。

如果取得消息使用调用msg.target.dispatchMessage(msg);把消息交给msg的target的dispatchMessage方法去处理。Msg的target就是handler对象,最后会释放消息占据的资源。

总结一下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。
好了,我们的异步消息处理线程已经有了消息队列(MessageQueue)发送消息的对象了,这个对象就是Handler。


Handler:
使用Handler之前,我们都是初始化一个实例,比如用于更新UI线程,我们会在声明的时候直接初始化,或者在onCreate中初始化Handler实例。通知MQ它要执行一个任务(sendMessage),并在loop到自己的时候执行该任务(handleMessage),整个过程是异步的。

所以我们首先看Handler的构造方法,看其如何与MessageQueue联系上的,它在子线程中发送的消息(一般发送消息都在非UI线程)怎么发送到MessageQueue中的。

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;  
    }  

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。

然后看我们最常用的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);  
   }  
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meg.target赋值为this,因为Looper中的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,保存到消息队列中去。

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dispatchMessage方法:

public void dispatchMessage(Message msg) {  
        if (msg.callback != null) { 
            // 如果message设置了callback,即runnable消息,处理callback!
            handleCallback(msg);  // 并直接调用callback的run方法!
        } else { 
            // 如果handler本身设置了callback,则执行callback 
            if (mCallback != null) {  
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {  
                    return;  
                }  
            }// 如果message没有callback,则调用handler的钩子方法handleMessage
            handleMessage(msg);  
        }  
    }  

handleMessage(msg)是一个空方法,因为消息的最终回调是由我们控制的,我们在创建handler的时候都是复写handleMessage方法,然后根据msg.what进行消息处理。

post:

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

然后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,本质上是发送了一条消息:

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,得到了一个Message对象,然后将我们创建的Runable对象作为callback属性,赋值给了此message.

最后和handler.sendMessage一样,调用了sendMessageAtTime,然后调用了enqueueMessage方法,给msg.target赋值为handler,最终加入MessageQueue.


到此,这个流程已经解释完毕,总结一下:

1、首先Looper.prepare()在本线程中保存一个Looper实例,然后该实例中保存一个MessageQueue对象,一个线程中只会存在一个MessageQueue。
2、Looper.loop()会让当前线程进入一个无限循环,不端从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,会首先得到当前线程中保存的Looper实例,进而与MessageQueue相关联。
4、Handler的sendMessage方法,会给msg的target赋值为handler自身,然后加入MessageQueue中。
5、在构造Handler实例时,我们会重写相应的handleMessage方法,也就是msg.target.dispatchMessage(msg)。

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