Handler原理

    xiaoxiao2022-06-27  144

           Handler是Android给我们提供用于更新UI的一套机制,一套消息处理机制。一般处理程序在UI线程中执行耗时操作,这会导致UI线程阻塞,当UI线程阻塞,屏幕会出现卡死,用户体验会变得非常差,当线程阻塞超过5s,Android系统可能进行干预,弹出对话框询问是否关闭。我们处理方式是创建一个新的线程来实现耗时操作,采用handle机制来实现子线程发送message通知主线程去改变UI组件。另外如果在线程中更新UI,会报“Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.”         Handler消息机制由Handler/Looper/MessageQueue/Message等组成。        Handler框架代码目录: framework/base/core/java/andorid/os/  - Handler.java  - Looper.java  - Message.java  - MessageQueue.java        当一个应用程序运行时,它会创建一个进程。这个进程就是主线程(UI线程&Activity Thread),会运行如下代码: Frameworks\base\core\java\android\app - ActivityThread.java     public static void main(String[] args) {         Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "ActivityThreadMain");         SamplingProfilerIntegration.start();

            // CloseGuard defaults to true and can be quite spammy.  We         // disable it here, but selectively enable it later (via         // StrictMode) on debug builds, but using DropBox, not logs.         CloseGuard.setEnabled(false);

            Environment.initForCurrentUser();

            // Set the reporter for event logging in libcore         EventLogger.setReporter(new EventLoggingReporter());

            // Make sure TrustedCertificateStore looks in the right place for CA certificates         final File configDir = Environment.getUserConfigDirectory(UserHandle.myUserId());         TrustedCertificateStore.setDefaultUserDirectory(configDir);

            Process.setArgV0("<pre-initialized>");

            Looper.prepareMainLooper();             //注 1

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

            if (sMainThreadHandler == null) {             sMainThreadHandler = thread.getHandler();         }

            if (false) {             Looper.myLooper().setMessageLogging(new                     LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));         }

            // End of event ActivityThreadMain.         Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);         Looper.loop();                     //注 2

            throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");     } 其中注1 的具体实现如下:public static void prepareMainLooper() {         prepare(false);                  //注3         synchronized (Looper.class) {             if (sMainLooper != null) {                 throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");             }             sMainLooper = myLooper();         } } 进一步看注3:     private static void prepare(boolean quitAllowed) {         if (sThreadLocal.get() != null) {             throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");         }         sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed)); } 从prepare()中,确保主线程中有且唯一一个Looper对象,并保存到线程的线程本地存储区(Thread Local Storage,简称为TLS)。Looper构造函数中,创建了MessageQueue对象并在mThread中记录当前线程。     private Looper(boolean quitAllowed) {         mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);         mThread = Thread.currentThread(); } 再来看注2 Looper.loop()的实现:     public static void loop() {         final Looper me = myLooper();  // 注 从线程的本地存储区TLS获取当前线程的Looper对象(Looper.prepare()创建存储)。         if (me == null) {             throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");         }         final MessageQueue queue = me.mQueue;   // 注 获取 Looper对象中的消息队列。

            // 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      //注 提取消息队列中待处理message。             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             final Printer logging = me.mLogging;             if (logging != null) {                 logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +                         msg.callback + ": " + msg.what);             }

                final long slowDispatchThresholdMs = me.mSlowDispatchThresholdMs;

                final long traceTag = me.mTraceTag;             if (traceTag != 0 && Trace.isTagEnabled(traceTag)) {                 Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg));             }             final long start = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();             final long end;             try {                 msg.target.dispatchMessage(msg);                 //分发处理message。                   end = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();             } finally {                 if (traceTag != 0) {                     Trace.traceEnd(traceTag);                 }             }             if (slowDispatchThresholdMs > 0) {                 final long time = end - start;                 if (time > slowDispatchThresholdMs) {                     Slog.w(TAG, "Dispatch took " + time + "ms on "                             + Thread.currentThread().getName() + ", h=" +                             msg.target + " cb=" + msg.callback + " msg=" + msg.what);                 }             }

                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.recycleUnchecked();         }     } Looper.loop()核心就是获取Looper对象的消息队列,从消息队列中取出队列头的message,并分发处理。 至此,Hander机制的Looper,MessageQueue,Message都已经出现了,还差主角Handler。 我看看一个app例子: 下面例子在子线程中发message,主线程处理message更新UI显示。  private TextView mTextView; private Handler mHandler = new Handler() {                       @Override     public void handleMessage(Message msg) {         Person person = (Person)msg.obj;         mTextView.setText("name:" + person.getName()+" age:"+person.getAge());     } }; private int index = 0;

    @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {     super.onCreate(savedInstanceState);     setContentView(R.layout.activity_main);     mTextView = findViewById(R.id.tv_text);     new Thread() {         @Override         public void run() {             try {                 Thread.sleep(2000);                 Message message = handler.obtainMessage();                     Person person = new Person();                 person.setName("张三");                 person.setAge(18);                 message.obj = person;                 mHandler.sendMessage(message);             } catch (InterruptedException e) {                 e.printStackTrace();             }         }     }.start(); } 创建了一个mHandler对象, 并重写了handleMessage()函数。 同时在子线程中封装创建message对象,并通过mHandler对象的sendMessage()放到Looper的MessageQueue队列中。 具体看handler的实现:     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();      //获取当前线程,也就是UI主线中的looper对象。         if (mLooper == null) {             throw new RuntimeException(                 "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");         }         mQueue = mLooper.mQueue;         //获取消息队列。             mCallback = callback;         mAsynchronous = async; }- 再来看子线程中的操作                 Message message = handler.obtainMessage();                     Person person = new Person();                 person.setName("张三");                 person.setAge(18);                 message.obj = person;                 mHandler.sendMessage(message); Handler的sendMessage会依次调用:   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;     //把handler对象赋予msg.target,消息分发的时候通过这个handler对象dispatchMessage处理。         if (mAsynchronous) {             msg.setAsynchronous(true);         }         return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis); } 最终调用MessageQueue的enqueueMessage()把消息添加到MessageQueue队列中。 总结一下: APP初始化时,创建了私有成员Handler对象。其将自动与主线程的Looper对象绑定。具体ActivityThread初始化了Looper,运行在主线程,这部分对应用开发者来说透明的。 然后子线程中通过mHandler.sendMessage发送消息到队列,sendMessage会依次调用到enqueueMessage,在enqueueMessage中,msg.target会赋予handler对象,Looper队列轮询到后,执行msg.target.dispatchMessage分发到主线程的handler.handleMessage()处理。 

         我们知道使用Handler来更新UI,常用的方法除了上面APP的sendMessage方法,另外一种Post方法。看例子:private TextView tv_up;     private String new_str = "";     /*post方法解决UI更新问题handler创建方式*/     private Handler handler_post = new Handler();     @Override     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {         super.onCreate(savedInstanceState);         setContentView(R.layout.activity_main);

            new Thread(new Runnable() {

                @Override             public void run() {                 new_str = "更新UI";                 /*post方法解决UI更新,直接在runnable里面完成更新操作,这个任务会被添加到handler所在线程的消息队列中,即主线程的消息队列中*/                 handler_post.post(new Runnable() {                     @Override                     public void run() {                         tv_up.setText(new_str);                     }                 });             }         }).start();     }

    Handler的post代码:     public final boolean post(Runnable r)     {        return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);     }     private static Message getPostMessage(Runnable r) {         Message m = Message.obtain();         m.callback = r;  //把Runnable对象赋予Message的callback。接下来还是和sendMessage一致的操作。         return m;     } 回过头来,再来看Looper.loop()的消息分发 msg.target.dispatchMessage(msg)。 具体调用handler的dispatchMessage()。     public void dispatchMessage(Message msg) {         if (msg.callback != null) {                            handleCallback(msg);         } else {             if (mCallback != null) {                 if (mCallback.handleMessage(msg)) {                     return;                 }             }             handleMessage(msg);               } } 对msg.callback的判断,正是两种更新UI方式的消息处理的差异。 sendMessage方式通过handleMessage处理,post方式通过handleCallback()处理。     private static void handleCallback(Message message) {         message.callback.run(); } 总结: Handler的post和sendMessage本质上是没有区别的,只是实际用法中有一点差别。 从之前例子,我们看到,都没有在APP中运行Looper.prepare(), 这是由于Activity的UI主线程默认是有消息队列的。所以在Activity中新建Handler时,不需要先调用Looper.prepare()。默认情况下一个线程是不存在消息循环(message loop)的,需要调用Looper.prepare()来给线程创建一个消息循环,调用Looper.loop()来使消息循环起作用。看个例子,很简单,不做进一步分析:     private void initThead() {         new Thread(new Runnable() {             public void run() {                 Looper.prepare();//启用Looper。                  handler1 = new Handler(){                     @Override                     public void handleMessage(Message msg) {                         super.handleMessage(msg);                    }                 };                           handler1.sendEmptyMessage( 5 ) ;                 Looper.loop();//  Looper开始工作,从消息队列里取消息,处理消息,让消息处理在该线程中完成。            }         }).start();     }


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