Android学习之异步消息处理机制

•前言

　　我们在开发 APP 的过程中，经常需要更新 UI；

　　但是 Android 的 UI 线程是不安全的；

　　如果想更新 UI 线程，必须在进程的主线程中；

　　这里我们引用了异步消息处理机制来解决之一问题。

•异步消息的组成

概念

　　Android 的异步消息处理机制主要由 4 个部分组成：Message、Handler、MessageQueue 和 Looper。

Message

Message 是线程之间传递信息的机制

它可以在内部携带少量的信息，用于在不同线程之间交换数据

Message 可以用 what、arg1、arg2、obj 字段携带信息

其中 arg1、arg2 主要用于携带整型数据，obj 携带 Object 对象

Handler

Handler 是消息的处理者，它主要用于发送和处理消息

发送消息使用 Handle 的 sendMessage() 方法

而发出的消息经过一系列的辗转处理后，最终会传递到 Handler 的 handleMessage() 方法中

MessageQueue

MessageQueue 是消息队列的意思，它主要用于存放所有通过 Handler 发送的消息

这部分消息会一直存在于 MessageQeue 中，直至被 Looper 发送至 handleMessage() 处理

每个线程只会有一个 MessageQueue 对象

Looper

Looper 是每个 MessageQueue 的消息管家，调用 Looper 中的 loop() 方法后，就会进入到一个无限循环当中

把 MessageQueue 中的消息取出，并传递到 Handle 的 handleMessage() 方法中进行处理

每个线程当中只会有一个 Looper 对象

Thread,Looper 与 Handler 之间的对应关系

1个线程（Thread）只能绑定 1个循环器（Looper），但可以有多个处理者（Handler）

1个循环器（Looper）可绑定多个处理者（Handler）

1个处理者（Handler）只能绑定1个1个循环器（Looper）

　　　　

•异步消息的处理流程

文字描述

　　首先需要在主线程中创建一个 Handler 对象，并重写 handleMessage() 方法，我们主要在 handleMessage() 中进行一系列的操作；

　　当子线程中需要进行 UI 更新时，就在子线程中创建一个 Message 对象，并通过 Handler 将这条消息发送出去；

　　经 Handler 发送的消息会被添加到 MessageQueue 中等待被处理；

　　而 Looper 会一直尝试从 MessageQueue 中取出待处理的消息；

　　最后 Looper 会将消息发送到 Handler 的 handleMessage() 方法中进行处理。

　　由于 Handler 是在主线程中创建的，所以此时 handleMessage() 方法中的代码也会在主线程中运行，

　　于是我们就可以安心的进行 UI 更新操作了。

图示

　　一条 Message 经过这样一个流程的辗转调用后，从子线程进入到了主线程，从不能更新 UI 变成了可以更新 UI；

　　接下来们通过代码进一步理解；

通过内部类的方式创建Handler对象

　　新建一个项目，并选择 Empty Activity；

　　这样，Android Studio 为我们自动生成了 MainActivity.java 和 activity_main.xml 文件；

　　在 activity_main.xml 中添加如下代码；

activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

    android:layout_width="match_parent"

    android:layout_height="match_parent">

    <TextView

        android:id="@+id/tv"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        android:layout_centerInParent="true"

        android:text="default"

        android:textSize="20sp"

        android:textColor="@color/black"/>

</RelativeLayout>

　　在该布局中，我只放置了一个 TextView 控件，并初始化 text 的值为 default；

　　接下来修改 MainActivity.java 中的代码；

MainActivity.java

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private Handler handler;

    private TextView tv;

    //自定义MyHandler类，继承自Handler类并重写 handleMessage() 方法

    private class MyHandler extends Handler{

        //通过重写 handlerMessage() 方法

        //从而确定更新 UI 的操作

        @Override

        public void handleMessage(@NonNull Message msg) {

            /*

                根据不同线程发送过来的消息，执行不同的 UI 操作

                根据 Message 对象的 what 属性，标识不同的消息

             */

            switch(msg.what){

                case 1:

                    tv.setText("我是线程A");

                    break;

                case 2:

                    tv.setText("我是线程B");

                    break;

                default:

            }

        }

    }

    @Override

    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

        super.onCreate(savedInstanceState);

        setContentView(R.layout.activity_main);

        tv = findViewById(R.id.tv);

        //在主线程中创建Handler实例

        handler = new MyHandler();

        //通过继承Thread类实现多线程

        new Thread(){

            @Override

            public void run() {

                try {

                    sleep(2000);

                } catch (InterruptedException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

                //创建所需的消息对象

                Message msg = Message.obtain();

                msg.what = 1;//消息标识

                msg.obj = "A";//消息内存存放

                //在工作线程中，通过 Handler 发送消息到消息队列中

                handler.sendMessage(msg);

            }

        }.start();

        new Thread(){

            @Override

            public void run() {

                try {

                    sleep(4000);

                } catch (InterruptedException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

                //创建所需的消息对象

                Message msg = Message.obtain();

                msg.what = 2;//消息标识

                msg.obj = "B";//消息内存存放

                //在工作线程中，通过 Handler 发送消息到消息队列中

                handler.sendMessage(msg);

            }

        }.start();

    }

}

代码分析

　　通过继承 Handler 创建了一个 MyHandler 类，并重写了 handlerMessage() 方法；

　　在该方法中通过判断 msg.what 的不同对 TextView 实施不同的操作；

　　在 onCreate() 方法中，创建了 Handler 实例，并通过 new Thread() 来创建子线程；

　　在子线程中通过创建 Message 对象 msg，并通过 handler.sendMessage(msg) 来向主线程发送子线程的意图；

　　最后，在 MyHandler 类中通过 switch() 处理不同的 msg.what；

运行效果

通过匿名内部类的方式创建Handler对象

　　在上述 MainActivity.java 代码中，我们是通过内部类的方式创建了 MyHandler 对象；

　　接下来，我们通过匿名内部类的方式创建 Handler 对象；

　　修改 MainActivity.java 中的代码；

MainActivity.java

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private Handler handler;

    private TextView tv;

    @Override

    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

        super.onCreate(savedInstanceState);

        setContentView(R.layout.activity_main);

        tv = findViewById(R.id.tv);

        //在主线程中创建Handler实例

        handler = new Handler(){

            //通过重写 handlerMessage() 方法

            //从而确定更新 UI 的操作

            @Override

            public void handleMessage(@NonNull Message msg) {

            /*

                根据不同线程发送过来的消息，执行不同的 UI 操作

                根据 Message 对象的 what 属性，标识不同的消息

             */

                switch(msg.what){

                    case 1:

                        tv.setText("我是线程A");

                        break;

                    case 2:

                        tv.setText("我是线程B");

                        break;

                    default:

                }

            }

        };

        //通过继承Thread类实现多线程

        new Thread(){

            @Override

            public void run() {

                try {

                    sleep(2000);

                } catch (InterruptedException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

                //创建所需的消息对象

                Message msg = Message.obtain();

                msg.what = 1;//消息标识

                msg.obj = "A";//消息内存存放

                //在工作线程中，通过 Handler 发送消息到消息队列中

                handler.sendMessage(msg);

            }

        }.start();

        new Thread(){

            @Override

            public void run() {

                try {

                    sleep(4000);

                } catch (InterruptedException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

                //创建所需的消息对象

                Message msg = Message.obtain();

                msg.what = 2;//消息标识

                msg.obj = "B";//消息内存存放

                //在工作线程中，通过 Handler 发送消息到消息队列中

                handler.sendMessage(msg);

            }

        }.start();

    }

}

　　实现的效果和上面内部类的是一样的；

　　不过，通过匿名内部类的方式创建 Handler 对象的方法被 Android Studio 嫌弃了；

•实战演练

预期效果图

开淦

　　新建一个项目，命名为 Handle，选择 Empty Activity；

　　在 activity_main.xml 中添加如下代码；

activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

    android:layout_width="match_parent"

    android:layout_height="match_parent">

    <ImageView

        android:id="@+id/img"

        android:layout_width="164dp"

        android:layout_height="156dp"

        android:layout_centerInParent="true"

        android:src="@drawable/girl_0"/>

</RelativeLayout>

　　在该布局中，我添加了一个 ImageView 控件，并使其居中显示；

　　修改 MainActivity.java 中的代码；

MainActivity.java

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private Handler handler;

    private int[] imgId = new int[]{

            R.drawable.girl_0,

            R.drawable.girl_1,

            R.drawable.girl_2,

            R.drawable.girl_3,

            R.drawable.girl_4,

            R.drawable.girl_5,

            R.drawable.girl_6,

            R.drawable.girl_7,

    };

    private int imgStart = 0;

    private ImageView img;

    private class MyHandler extends Handler{

        @Override

        public void handleMessage(@NonNull Message msg) {

            if(msg.what == 0)

                img.setImageResource(imgId[imgStart++%8]);

        }

    }

    @Override

    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

        super.onCreate(savedInstanceState);

        setContentView(R.layout.activity_main);

        img = (ImageView) findViewById(R.id.img);

        handler = new MyHandler();

        new Thread(){

            @Override

            public void run() {

                while(true){

                    try {

                        sleep(500);

                    } catch (InterruptedException e) {

                        e.printStackTrace();

                    }

                    handler.sendEmptyMessage(0);

                }

            }

        }.start();

    }

}

分析

　　在该代码中，通过定义整型数组 imgId 来存储帧动画素材，并通过内部类来创建 Handler 对象；

　　在新建的线程 new Thread() 中重写了 run() 方法；

　　并在该方法中通过 while(true) 中的 handler.sendEmptyMessage(0) 方法每隔 500毫秒让 handler 发送一个空信息；

　　以此来实现帧动画的特效；

　　这样，就效果图中的效果就实现了；

　　需要注意的是，一定要添加 sleep() 方法，并且至少要让子线程休眠 1ms；

　　当然，也可以通过使用定时器实现每隔 500毫秒发送一个空消息的效果；

　　修改 MainActivity.java 中的代码；

MainActivity.java

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private Handler handler;

    private int[] imgId = new int[]{

            R.drawable.girl_0,

            R.drawable.girl_1,

            R.drawable.girl_2,

            R.drawable.girl_3,

            R.drawable.girl_4,

            R.drawable.girl_5,

            R.drawable.girl_6,

            R.drawable.girl_7,

    };

    private int imgStart = 0;

    private ImageView img;

    private class MyHandler extends Handler{

        @Override

        public void handleMessage(@NonNull Message msg) {

            if(msg.what == 0)

                img.setImageResource(imgId[imgStart++%8]);

        }

    }

    @Override

    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

        super.onCreate(savedInstanceState);

        setContentView(R.layout.activity_main);

        img = (ImageView) findViewById(R.id.img);

        handler = new MyHandler();

        //使用定时器,每隔500毫秒让handler发送一个空信息

        new Timer().schedule(new TimerTask(){

            @Override

            public void run() {

                handler.sendEmptyMessage(0);

            }

        },0,500);

    }

}

　　该代码的运行效果与上一个的运行效果一样；

•声明

参考资料

　　【异步消息处理机制】

　　【Handler消息传递机制浅析】

　　【Android 异步通信：图文详解Handler机制工作原理】

　　【Android 异步通信：手把手教你使用Handler消息传递机制（含实例Demo）】

　　在此感谢大佬的帮助！