Android消息机制之Handler

Android为什么要提供Handler

Android建议我们不要在UI线程中执行耗时操作，因为这很容易导致ANR异常（在Android源码中我们可以看到，UI如果对用户的操作超过5秒无响应，就会报ANR异常）。因此，一些耗时操作都会在子线程中完成。当我们在子线程中获取了数据，要将其显示到UI中，如果没有Handler，这将很难完成。因此，Android之所以提供Handler，就是为了解决子线程访问UI的问题。
为什么Android不允许在子线程中访问UI呢？显然这样做不安全，多线程访问UI是不安全的（学过操作系统的盆友应该都了解线程互斥，这里我就不详细介绍了）。有人就会说了，可以通过设置信号量来解决啊。这中方法不是不可以，因为这种方法会使访问UI的逻辑变得复杂；其次这会降低UI的访问效率。而使用Handler就比较简单高效。Handler是同个Message来通讯的。

Handler的用法

使用Handler时，需要重写handleMessage方法，在handleMessage中接受新线程发来的Message，并做相应的处理。在新线程中则是通过Message来传递消息，Message中往往也携带着需要传递的数据以及消息的类型。还要强调一点，如果当前线程有Looper就不需要执行Looper.prepare()，如果没有，就需要在新线程内执行Looper.prepare()，否则会报错。具体使用代码如下：

 public class MainActivity extends AppCompatActivity {
     private Handler mHandler=new Handler(){
         @Override
         public void handleMessage(Message msg) {
             switch (msg.what)
             {
                 case 1:
                     //执行需要修改的UI操作
                     break;
                 default:
                     break;
             }
         }
     };
 
     @Override
     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
         super.onCreate(savedInstanceState);
         setContentView(R.layout.activity_main);
 
         new Thread(new Runnable() {
             @Override
             public void run() {//在新线程中执行耗时操作
 
                 //如果当前线程有Looper就不需要执行Looper.prepare();
                 Looper.prepare();
                 try {
                     Thread.sleep(1000);//睡眠1秒
                 } catch (InterruptedException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
 
                 //操作完成之后通过发送Message，来通知Handler进行UI操作
 
                 Message msg=new Message();
                 msg.what=1;
 
                 /*这部分是伪代码，value 是想通过Message传递的值
                 Bundle data=new Bundle();
                 data.putSerializable("key",value);
                 msg.setData(data);
 
                 */
 
                 //设置好数据后，发送消息
                 mHandler.sendMessage(msg);
             }
         }).start();
     }
 
 }

当然，handler也可以在子线程中创建，代码如下：

   private TextView tv_test;
 
     @Override
     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
         super.onCreate(savedInstanceState);
         setContentView(R.layout.handler_test_layout);
 
         tv_test= (TextView) findViewById(R.id.tv_test);
 
     }
 
     //button点击的函数
     public void click(View v)
     {
         new Thread(new Runnable() {
             @Override
             public void run() {
                 Looper.prepare();
                 Handler handler=new Handler(Looper.getMainLooper()){
                     @Override
                     public void handleMessage(Message msg) {
                         switch (msg.what)
                         {
                             case 1:
                                 tv_test.setText("receive msg");
                         }
                     }
                 };
                 Message msg=new Message();
                 msg.what=1;
                 handler.sendMessage(msg);
             }
         }).start();
     }

上面的代码是，当点击按钮后，就会创建一个新的线程，在新线程中创建handler，并发送消息、接受消息。这里需要注意的是，在新线程中创建handler需要使用Handler handler=new Handler(Looper.getMainLooper())这样的写法，Looper.getMainLooper()将主线程中的Looper传过去，这样handler才能访问UI。运行效果如下：

Handler的内部机制

Handler创建时会采用Looper来建立消息循环。所以，当前线程必须要有Looper。当Handler创建完成后，其内部的Looper以及MessageQueue既可以和Handler一起协同工作了。Handler通过sendMessage将消息发送给内部的MessageQueue，而MessageQueue会调用queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis)方法，它的源码如下：

 boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
         if (msg.target == null) {
             throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
         }
         if (msg.isInUse()) {
             throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
         }
 
         synchronized (this) {
             if (mQuitting) {
                 IllegalStateException e = new IllegalStateException(
                         msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
                 Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
                 msg.recycle();
                 return false;
             }
 
             msg.markInUse();
             msg.when = when;
             Message p = mMessages;
             boolean needWake;
             if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
                 // New head, wake up the event queue if blocked.
                 msg.next = p;
                 mMessages = msg;
                 needWake = mBlocked;
             } else {
                 // Inserted within the middle of the queue.  Usually we don't have to wake
                 // up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
                 // and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
                 needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
                 Message prev;
                 for (;;) {
                     prev = p;
                     p = p.next;
                     if (p == null || when < p.when) {
                         break;
                     }
                     if (needWake && p.isAsynchronous()) {
                         needWake = false;
                     }
                 }
                 msg.next = p; // invariant: p == prev.next
                 prev.next = msg;
             }
 
             // We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
             if (needWake) {
                 nativeWake(mPtr);
             }
         }
         return true;
     }

通过源码，我们发现，queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis)将消息放入了MessageQueue里。Looper则会一直处理MessageQueue中的消息。