Android 异步消息处理机制
1、Handler的由来
当程序第一次启动的时候,Android会同时启动一条主线程( Main Thread)来负责处理与UI相关的事件,我们叫做UI线程。
Android的UI操作并不是线程安全的(出于性能优化考虑),意味着如果多个线程并发操作UI线程,可能导致线程安全问题。
为了解决Android应用多线程问题—Android平台只允许UI线程修改Activity里的UI组建,就会导致新启动的线程无法改变界面组建的属性值。
简单的说:当主线程队列处理一个消息超过5秒,android 就会抛出一个 ANR(无响应)的异常,所以,我们需要把一些要处理比较长的消息,放在一个单独线程里面处理,把处理以后的结果,返回给主线程运行,就需要用的Handler来进行线程建的通信。
2、Handler的作用
2.1 让线程延时执行
主要用到的两个方法:
final boolean postAtTime(Runnable r, long uptimeMillis)
final boolean postDelayed(Runnable r, long delayMillis)
2.2 让任务在其他线程中执行并返回结果
分为两个步骤:
在新启动的线程中发送消息
使用Handler对象的sendMessage()方法或者SendEmptyMessage()方法发送消息。
在主线程中获取处理消息
重写Handler类中处理消息的方法(void handleMessage(Message msg)),当新启动的线程发送消息时,消息发送到与之关联的MessageQueue。而Hanlder不断地从MessageQueue中获取并处理消息。
3、Handler更新UI线程一般使用
- 首先要进行Handler 申明,复写handleMessage方法( 放在主线程中)
private Handler handler = new Handler() { @Override
public void handleMessage(Message msg) {
// TODO 接收消息并且去更新UI线程上的控件内容
if (msg.what == UPDATE) {
// 更新界面上的textview
tv.setText(String.valueOf(msg.obj));
}
super.handleMessage(msg);
}
};
- 子线程发送Message给ui线程表示自己任务已经执行完成,主线程可以做相应的操作了。
new Thread() {
@Override
public void run() {
// TODO 子线程中通过handler发送消息给handler接收,由handler去更新TextView的值
try {
//do something Message msg = new Message();
msg.what = UPDATE;
msg.obj = "更新后的值" ;
handler.sendMessage(msg);
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}.start();
4、Handler原理分析
4.1 Handler的构造函数
① public Handler()
② public Handler(Callbackcallback)
③ public Handler(Looperlooper)
④ public Handler(Looperlooper, Callbackcallback)
- 第①个和第②个构造函数都没有传递Looper,这两个构造函数都将通过调用Looper.myLooper()获取当前线程绑定的Looper对象,然后将该Looper对象保存到名为mLooper的成员字段中。
下面来看①②个函数源码:
113 public Handler() {
114 this(null, false);
115 } 127 public Handler(Callback callback) {
128 this(callback, false);
129 } //他们会调用Handler的内部构造方法 188 public Handler(Callback callback, boolean async) {
189 if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
190 final Class<? extends Handler> klass = getClass();
191 if ((klass.isAnonymousClass() ||klass.isMemberClass()
|| klass.isLocalClass()) &&
192 (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
193 Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
194 klass.getCanonicalName());
195 }
196 }
197/************************************
198 mLooper = Looper.myLooper();
199 if (mLooper == null) {
200 throw new RuntimeException(
201 "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
202 }
203 mQueue = mLooper.mQueue;
204 mCallback = callback;
205 mAsynchronous = async;
206 }
我们看到暗红色的重点部分:
通过Looper.myLooper()获取了当前线程保存的Looper实例,又通过这个Looper实例获取了其中保存的MessageQueue(消息队列)。每个Handler 对应一个Looper对象,产生一个MessageQueue
- 第③个和第④个构造函数传递了Looper对象,这两个构造函数会将该Looper保存到名为mLooper的成员字段中。
下面来看③④个函数源码:
136 public Handler(Looper looper) {
137 this(looper, null, false);
138 } 147 public Handler(Looper looper, Callback callback) {
148 this(looper, callback, false);
149 }
//他们会调用Handler的内部构造方法 227 public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async) {
228 mLooper = looper;
229 mQueue = looper.mQueue;
230 mCallback = callback;
231 mAsynchronous = async;
232 }
- 第②个和第④个构造函数还传递了Callback对象,Callback是Handler中的内部接口,需要实现其内部的handleMessage方法,Callback代码如下:
80 public interface Callback {
81 public boolean More ...handleMessage(Message msg);
82 }
Handler.Callback是用来处理Message的一种手段,如果没有传递该参数,那么就应该重写Handler的handleMessage方法,也就是说为了使得Handler能够处理Message,我们有两种办法:
1. 向Hanlder的构造函数传入一个Handler.Callback对象,并实现Handler.Callback的handleMessage方法
2. 无需向Hanlder的构造函数传入Handler.Callback对象,但是需要重写Handler本身的handleMessage方法
也就是说无论哪种方式,我们都得通过某种方式实现handleMessage方法,这点与Java中对Thread的设计有异曲同工之处。
4.2 Handle发送消息的几个方法源码
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);
}
我们可以看出他们最后都调用了sendMessageAtTime(),然后返回了enqueueMessage方法,下面看一下此方法源码:
626 private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
//把当前的handler作为msg的target属性
627 msg.target = this;
628 if (mAsynchronous) {
629 msg.setAsynchronous(true);
630 }
631 return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
632 }
在该方法中有两件事需要注意:
msg.target = this
该代码将Message的target绑定为当前的Handler
- queue.enqueueMessage
变量queue表示的是Handler所绑定的消息队列MessageQueue,通过调用queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis)我们将Message放入到消息队列中。
过下图可以看到完整的方法调用顺序:
5. 如何在子线程中使用Handler
Handler本质是从当前的线程中获取到Looper来监听和操作MessageQueue,当其他线程执行完成后回调当前线程。
子线程需要先prepare()才能获取到Looper的,是因为在子线程只是一个普通的线程,其ThreadLoacl中没有设置过Looper,所以会抛出异常,而在Looper的prepare()方法中sThreadLocal.set(new Looper())是设置了Looper的。
5.1 实例代码
定义一个类实现Runnable接口或继承Thread类(一般不继承)。
class Rub implements Runnable { public Handler myHandler;
// 实现Runnable接口的线程体
@Override
public void run() { /*①、调用Looper的prepare()方法为当前线程创建Looper对象并,
创建Looper对象时,它的构造器会自动的创建相对应的MessageQueue*/
Looper.prepare(); /*.②、创建Handler子类的实例,重写HandleMessage()方法,该方法处理除当前线程以外线程的消息*/
myHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
String ms = "";
if (msg.what == 0x777) { }
} };
//③、调用Looper的loop()方法来启动Looper让消息队列转动起来
Looper.loop();
}
}
注意分成三步:
1.调用Looper的prepare()方法为当前线程创建Looper对象,创建Looper对象时,它的构造器会创建与之配套的MessageQueue。
2.有了Looper之后,创建Handler子类实例,重写HanderMessage()方法,该方法负责处理来自于其他线程的消息。
3.调用Looper的looper()方法启动Looper。
然后使用这个handler实例在任何其他线程中发送消息,最终处理消息的代码都会在你创建Handler实例的线程中运行。
6、总结
Handler:
发送消息,它能把消息发送给Looper管理的MessageQueue。
处理消息,并负责处理Looper分给它的消息。
Message:
Handler接收和处理的消息对象。
Looper:
每个线程只有一个Looper,它负责管理对应的MessageQueue,会不断地从MessageQueue取出消息,并将消息分给对应的Hanlder处理。
主线程中,系统已经初始化了一个Looper对象,因此可以直接创建Handler即可,就可以通过Handler来发送消息、处理消息。 程序自己启动的子线程,程序必须自己创建一个Looper对象,并启动它,调用Looper.prepare()方法。
prapare()方法:保证每个线程最多只有一个Looper对象。
looper()方法:启动Looper,使用一个死循环不断取出MessageQueue中的消息,并将取出的消息分给对应的Handler进行处理。
MessageQueue:由Looper负责管理,它采用先进先出的方式来管理Message。
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Looper实例中的MessageQueue想关联。
Handler的sendMessage方法,会给msg的target赋值为handler自身,然后加入MessageQueue中。
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