Android 多线程之HandlerThread 完全详解

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  之前对线程也写过几篇文章，不过倒是没有针对android，因为java与android在线程方面大部分还是相同，不过本篇我们要介绍的是android的专属类HandlerThread，因为HandlerThread在设置思想上还是挺值得我们学习的，那么我们下面来就了解它吧，我们先来看看HandlerThread有那些特点：

• HandlerThread本质上是一个线程类，它继承了Thread；
• HandlerThread有自己的内部Looper对象，可以进行looper循环；
• 通过获取HandlerThread的looper对象传递给Handler对象，可以在handleMessage方法中执行异步任务。
• 创建HandlerThread后必须先调用HandlerThread.start()方法，Thread会先调用run方法，创建Looper对象。

一、HandlerThread常规使用步骤

了解完上面HandlerThread的一些特点后，我们先来看看HandlerThread使用步骤。
1.创建实例对象

    1.  HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("downloadImage");

传入参数的作用主要是标记当前线程的名字，可以任意字符串。
2.启动HandlerThread线程

    1.  //必须先开启线程
    2.  handlerThread.start();

  到此，我们创建完HandlerThread并启动了线程。那么我们怎么将一个耗时的异步任务投放到HandlerThread线程中去执行呢？接下来看下面步骤：
3.构建循环消息处理机制

  /**
     * 该callback运行于子线程
     */
    class ChildCallback implements Handler.Callback {
        @Override
        public boolean handleMessage(Message msg) {
            //在子线程中进行相应的网络请求

            //通知主线程去更新UI
            mUIHandler.sendMessage(msg1);
            return false;
        }
    }

4.构建异步handler

//子线程Handler
Handler childHandler = new Handler(handlerThread.getLooper(),new ChildCallback());

  第3步和第4步是构建一个可以用于异步操作的handler，并将前面创建的HandlerThread的Looper对象以及Callback接口类作为参数传递给当前的handler，这样当前的异步handler就拥有了HandlerThread的Looper对象，由于HandlerThread本身是异步线程，因此Looper也与异步线程绑定，从而handlerMessage方法也就可以异步处理耗时任务了，这样我们的Looper+Handler+MessageQueue+Thread异步循环机制构建完成，来看看一个完整的使用案例。

二、HandlerThread的使用案例

主要代码如下：
activity_handler_thread.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:orientation="vertical" android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">

    <ImageView
        android:id="@+id/image"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent" />
</LinearLayout>

HandlerThreadActivity.java

package com.zejian.handlerlooper;
import android.app.Activity;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.HandlerThread;
import android.os.Message;
import android.widget.ImageView;
import com.zejian.handlerlooper.model.ImageModel;
import com.zejian.handlerlooper.util.LogUtils;
import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;
/**
 * Created by zejian on 16/9/2.
 */
public class HandlerThreadActivity extends Activity {
    /**
     * 图片地址集合
     */
    private String url[]={
            "http://img.blog.csdn.net/20160903083245762",
            "http://img.blog.csdn.net/20160903083252184",
            "http://img.blog.csdn.net/20160903083257871",
            "http://img.blog.csdn.net/20160903083257871",
            "http://img.blog.csdn.net/20160903083311972",
            "http://img.blog.csdn.net/20160903083319668",
            "http://img.blog.csdn.net/20160903083326871"
    };
    private ImageView imageView;
    private Handler mUIHandler = new Handler(){
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            LogUtils.e("次数:"+msg.what);
            ImageModel model = (ImageModel) msg.obj;
            imageView.setImageBitmap(model.bitmap);
        }
    };
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_handler_thread);
        imageView= (ImageView) findViewById(R.id.image);
        //创建异步HandlerThread
        HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("downloadImage");
        //必须先开启线程
        handlerThread.start();
        //子线程Handler
        Handler childHandler = new Handler(handlerThread.getLooper(),new ChildCallback());
        for(int i=0;i<7;i++){
            //每个1秒去更新图片
            childHandler.sendEmptyMessageDelayed(i,1000*i);
        }
    }
    /**
     * 该callback运行于子线程
     */
    class ChildCallback implements Handler.Callback {
        @Override
        public boolean handleMessage(Message msg) {
            //在子线程中进行网络请求
            Bitmap bitmap=downloadUrlBitmap(url[msg.what]);
            ImageModel imageModel=new ImageModel();
            imageModel.bitmap=bitmap;
            imageModel.url=url[msg.what];
            Message msg1 = new Message();
            msg1.what = msg.what;
            msg1.obj =imageModel;
            //通知主线程去更新UI
            mUIHandler.sendMessage(msg1);
            return false;
        }
    }
    private Bitmap downloadUrlBitmap(String urlString) {
        HttpURLConnection urlConnection = null;
        BufferedInputStream in = null;
        Bitmap bitmap=null;
        try {
            final URL url = new URL(urlString);
            urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
            in = new BufferedInputStream(urlConnection.getInputStream(), 8 * 1024);
            bitmap=BitmapFactory.decodeStream(in);
        } catch (final IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (urlConnection != null) {
                urlConnection.disconnect();
            }
            try {
                if (in != null) {
                    in.close();
                }
            } catch (final IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return bitmap;
    }
}

  在这个案例中，我们创建了两个Handler，一个用于更新UI线程的mUIHandler和一个用于异步下载图片的childHandler。最终的结果是childHandler会每个隔1秒钟通过sendEmptyMessageDelayed方法去通知ChildCallback的回调函数handleMessage方法去下载图片并告诉mUIHandler去更新UI界面，以上便是HandlerThread常规使用，实际上在android比较典型的应用是IntentService，这个我们将放在下篇分析，这里就先不深入了，案例运行截图如下：

三.HandlerThread源码解析

  HandlerThread的源码不多只有140多行，那就一步一步来分析吧，先来看看其构造函数

/**
 * 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.
 */
public class HandlerThread extends Thread {
    int mPriority;//线程优先级
    int mTid = -1;
    Looper mLooper;//当前线程持有的Looper对象
    public HandlerThread(String name) {
        super(name);
        mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;
    }

    /**
     * Constructs a HandlerThread.
     * @param name
     * @param priority The priority to run the thread at. The value supplied must be from
     * {@link android.os.Process} and not from java.lang.Thread.
     */
    public HandlerThread(String name, int priority) {
        super(name);
        mPriority = priority;
    }

    /**
     * Call back method that can be explicitly overridden if needed to execute some
     * setup before Looper loops.
     */
    protected void onLooperPrepared() {
    }

  从源码可以看出HandlerThread继续自Thread,构造函数的传递参数有两个，一个是name指的是线程的名称，一个是priority指的是线程优先级，我们根据需要调用即可。其中成员变量mLooper就是HandlerThread自己持有的Looper对象。onLooperPrepared()该方法是一个空实现，是留给我们必要时可以去重写的，但是注意重写时机是在Looper循环启动前，再看看run方法：

@Override
public void run() {
        mTid = Process.myTid();
        Looper.prepare();
        synchronized (this) {
            mLooper = Looper.myLooper();
            notifyAll(); //唤醒等待线程
        }
        Process.setThreadPriority(mPriority);
        onLooperPrepared();
        Looper.loop();
        mTid = -1;
   }

  前面我们在HandlerThread的常规使用中分析过，在创建HandlerThread对象后必须调用其start()方法才能进行其他操作，而调用start()方法后相当于启动了线程，也就是run方法将会被调用，而我们从run源码中可以看出其执行了Looper.prepare()代码，这时Looper对象将被创建，当Looper对象被创建后将绑定在当前线程（也就是当前异步线程），这样我们才可以把Looper对象赋值给Handler对象，进而确保Handler对象中的handleMessage方法是在异步线程执行的。接着将执行代码：

synchronized (this) {
       mLooper = Looper.myLooper();
       notifyAll(); //唤醒等待线程
   }

  这里在Looper对象创建后将其赋值给HandlerThread的内部变量mLooper，并通过notifyAll()方法去唤醒等待线程，最后执行Looper.loop();代码，开启looper循环语句。那这里为什么要唤醒等待线程呢？我们来看看，getLooper方法

public Looper getLooper() {
 //先判断当前线程是否启动了
   if (!isAlive()) {
       return null;
   }
   // If the thread has been started, wait until the looper has been created.
   synchronized (this) {
       while (isAlive() && mLooper == null) {
           try {
               wait();//等待唤醒
           } catch (InterruptedException e) {
           }
       }
   }
   return mLooper;
}

  事实上可以看出外部在通过getLooper方法获取looper对象时会先先判断当前线程是否启动了，如果线程已经启动，那么将会进入同步语句并判断Looper是否为null，为null则代表Looper对象还没有被赋值，也就是还没被创建，此时当前调用线程进入等待阶段，直到Looper对象被创建并通过 notifyAll()方法唤醒等待线程，最后才返回Looper对象，之所以需要等待唤醒机制，是因为Looper的创建是在子线程中执行的，而调用getLooper方法则是在主线程进行的，这样我们就无法保障我们在调用getLooper方法时Looper已经被创建，到这里我们也就明白了在获取mLooper对象时会存在一个同步的问题，只有当线程创建成功并且Looper对象也创建成功之后才能获得mLooper的值，HandlerThread内部则通过等待唤醒机制解决了同步问题。

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;
   }  

  从源码可以看出当我们调用quit方法时，其内部实际上是调用Looper的quit方法而最终执行的则是MessageQueue中的removeAllMessagesLocked方法（Handler消息机制知识点），该方法主要是把MessageQueue消息池中所有的消息全部清空，无论是延迟消息（延迟消息是指通过sendMessageDelayed或通过postDelayed等方法发送）还是非延迟消息。
  当调用quitSafely方法时，其内部调用的是Looper的quitSafely方法而最终执行的是MessageQueue中的removeAllFutureMessagesLocked方法，该方法只会清空MessageQueue消息池中所有的延迟消息，并将消息池中所有的非延迟消息派发出去让Handler去处理完成后才停止Looper循环，quitSafely相比于quit方法安全的原因在于清空消息之前会派发所有的非延迟消息。最后需要注意的是Looper的quit方法是基于API
1，而Looper的quitSafely方法则是基于API 18的。
  好~，到此对于HandlerThread的所有分析就到此完结。

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