初识Android Handler机制
2016-08-04 16:39
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Handler在android中主要用于接受子线程的消息,然后在主线程中更新UI。因为android规定,不能在子线程中更新UI。如果在子线程中进行UI操作就会报以下错误:
android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.
但是,android又规定,在UI线程,也就是主线程中不能进行耗时操作,比如网络请求,否则可能会产生ANR问题,因此引入了handler机制来对UI进行更新操作。
Handler常用的方法有两种:
方式一:就是在主线程中创建handler,通过handler.sendMessage的方法调用主线程中handler的handlerMessage方法处理,从而进行UI更新;
方式二:handler.post(runnable)。来进行一些延时操作。
但是这些方法的使用原理是什么呢,我们来看一下源码。
我们从第一步new handler()开始研究。
再看其调用的自身的构造方法。
这里就是对handler进行一些初始化操作,其中关键的代码为:
这段话的意思就是,获取当前线程的Looper对象,如果当前线程没有创建Looper则会报错:
java.lang.RuntimeException: Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()
意思就是在调用new Handler()前必须调用Looper.prepare()方法,否则就会报错。这里就很奇怪了,我们平常使用过程中也没有调用这个方法,但是程序也没报错啊。这是因为,在Android的入口类:ActivityThread中,main方法已经初始化调用了Looper.prepared()。也就是在主线程中,系统已经默认创建了Looper对象,所以,我们在主线程中new Handler()并不需要自己再去调用一遍。这也就是我们没有去自己写Looper.prepared()的原因。但是,当我们在子线程中去new
Handler 的时候必须自己去调用Looper.prepared()否则就会出错。
我们再来顺着看一下Looper.prepared()方法:
这个方法也很简单,要知道的就是ThreadLocal是什么。
ThreadLocal其实是一个很特殊的类,它可以在不同线程中调用set方法保存自己的值,并且这些值不会因为在其他线程中进行set操作而改变,当前线程只能操作当前线程的值。很适合处理多线程时的场景。
而这里,通过ThreadLocal的get()方法,判断当前线程的Looper对象是否已经存在,如果存在就回报错,因为android规定了一个线程只能调用一次存在一个Looper对象。如果不存在,则创建一个新的looper对象。
我们看一下ThreadLocal的get、set方法。
可以看到存取的时候都是通过先获取当前的线程,因此ThreadLocal可以保存某个线程的值。
回过头来,我们再看Looper.myLooper()方法:
public static Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}就是通过ThreadLocal获取当前线程的Looper,判断Looper.prepared()是否调用,这样后面的逻辑也想的通了。
顺着代码,我们看一下post()方法,这里就一次性贴出来了,因为post()、postDelayed()等都是层级传递的,比较简单,最终都是调用的sendMessageAtTime()方法:
public final boolean post(Runnable r)
{
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
public final boolean postAtTime(Runnable r, long uptimeMillis)
{
return sendMessageAtTime(getPostMessage(r), uptimeMillis);
}
public final boolean postDelayed(Runnable r, long delayMillis)
{
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 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);
}
这些方法其实都是顺着调用下来的,还是比较清楚的。
我们看一下最终调用的enqueueMessage方法:
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}这里它讲本身赋值给Message的target,所以target是一个handler对象,然后调用了MessageQueue的enqueueMessage方法:
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
if (msg.isInUse()) {
throw new AndroidRuntimeException(msg + " This message is already in use.");
}
if (msg.target == null) {
throw new AndroidRuntimeException("Message must have a target.");
}
synchronized (this) {
if (mQuitting) {
RuntimeException e = new RuntimeException(
msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
Log.w("MessageQueue", e.getMessage(), e);
return false;
}
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;
}
这个方法通过无限循环将Message加入到消息队列,直到没有Message即msg.next==null为止,这也就是根据先进先出的原则来进行排队。但是这里并不是通过队列来实现,而是通过链表,因为我们设置了delay时间,也就是msg.when,这里要先判断时间再进行插入,从而排序。到这里就没有进行下一级调用了。
接下来,我们看一下Looper.loop()方法,其实它和Looper.prepared()所对应,同样系统在主线程中帮我们写好了,所以我们平常不用自己手动调用。
/**
* Run the message queue in this thread. Be sure to call
* {@link #quit()} to end the loop.
*/
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;
// 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
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
Printer logging = me.mLogging;
if (logging != null) {
logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
msg.callback + ": " + msg.what);
}
msg.target.dispatchMessage(msg);
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.recycle();
}
}
这里是一个无限循环,首先获取当前线程的Looper对象,然后再获取Looper的消息队列。通过循环将消息队列依次操作,直到消息队列为null,跳出循环。那到底是如何调用我们在handler中写的方法的呢。注意到:
msg.target.dispatchMessage(msg);
而target上面写道,它就是一个当前Looper的handler:
这里的实现也不复杂,首先判断当前Message的callback是否为null,如果是则调用handleCallback方法。
callback是一个Runnable对象,而这边就是先判断runnable是否为null,不为null则直接调用runnable的run方法,否则调用handlerMessage方法,而这个方法就是我们自己要重写的一个空方法,到这里我们也就知道了handler是如何调用到run 、handlerMessage方法的。
同时还有几个结论:
1、如果handler的runnable不为null,即使后面handler重写了handlerMessage方法依然不会执行;
2、调用handler,如果是在子线程必须加Looper .prepared()、Looper.loop();(一般也不会这么使用)
3、只有调用了Looper.loop()方法,消息才会进行处理。
。。。。。
还有很多不足,欢迎大家指出。
android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.
但是,android又规定,在UI线程,也就是主线程中不能进行耗时操作,比如网络请求,否则可能会产生ANR问题,因此引入了handler机制来对UI进行更新操作。
Handler常用的方法有两种:
<span style="font-size:18px;">public class TestActivity extends AppCompatActivity { private static Handler handler = new Handler() { @Override public void handleMessage(Message msg) { super.handleMessage(msg); } }; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_test); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { // 方式一 handler.sendEmptyMessage(0x001); } }).start(); //方式二 new Handler().post(new Runnable() { @Override public void run() { } }); } }</span>
方式一:就是在主线程中创建handler,通过handler.sendMessage的方法调用主线程中handler的handlerMessage方法处理,从而进行UI更新;
方式二:handler.post(runnable)。来进行一些延时操作。
但是这些方法的使用原理是什么呢,我们来看一下源码。
我们从第一步new handler()开始研究。
<span style="font-size:18px;"> public Handler() { this(null, false); }</span>这是new Handler()的构造方法,就是调用了另外一个构造方法,属性设为null,false。
再看其调用的自身的构造方法。
<span style="font-size:18px;"> 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(); if (mLooper == null) { throw new RuntimeException( "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"); } mQueue = mLooper.mQueue; mCallback = callback; mAsynchronous = async; }</span>
这里就是对handler进行一些初始化操作,其中关键的代码为:
<span style="font-size:18px;"> mLooper = Looper.myLooper(); if (mLooper == null) { throw new RuntimeException( "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"); }</span>
这段话的意思就是,获取当前线程的Looper对象,如果当前线程没有创建Looper则会报错:
java.lang.RuntimeException: Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()
意思就是在调用new Handler()前必须调用Looper.prepare()方法,否则就会报错。这里就很奇怪了,我们平常使用过程中也没有调用这个方法,但是程序也没报错啊。这是因为,在Android的入口类:ActivityThread中,main方法已经初始化调用了Looper.prepared()。也就是在主线程中,系统已经默认创建了Looper对象,所以,我们在主线程中new Handler()并不需要自己再去调用一遍。这也就是我们没有去自己写Looper.prepared()的原因。但是,当我们在子线程中去new
Handler 的时候必须自己去调用Looper.prepared()否则就会出错。
我们再来顺着看一下Looper.prepared()方法:
<span style="font-size:18px;"> 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)); }</span>
这个方法也很简单,要知道的就是ThreadLocal是什么。
ThreadLocal其实是一个很特殊的类,它可以在不同线程中调用set方法保存自己的值,并且这些值不会因为在其他线程中进行set操作而改变,当前线程只能操作当前线程的值。很适合处理多线程时的场景。
而这里,通过ThreadLocal的get()方法,判断当前线程的Looper对象是否已经存在,如果存在就回报错,因为android规定了一个线程只能调用一次存在一个Looper对象。如果不存在,则创建一个新的looper对象。
我们看一下ThreadLocal的get、set方法。
<span style="font-size:18px;"> public T get() { // Optimized for the fast path. Thread currentThread = Thread.currentThread(); Values values = values(currentThread); if (values != null) { Object[] table = values.table; int index = hash & values.mask; if (this.reference == table[index]) { return (T) table[index + 1]; } } else { values = initializeValues(currentThread); } return (T) values.getAfterMiss(this); }</span>
<span style="font-size:18px;"> public void set(T value) { Thread currentThread = Thread.currentThread(); Values values = values(currentThread); if (values == null) { values = initializeValues(currentThread); } values.put(this, value); }</span>
可以看到存取的时候都是通过先获取当前的线程,因此ThreadLocal可以保存某个线程的值。
回过头来,我们再看Looper.myLooper()方法:
public static Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}就是通过ThreadLocal获取当前线程的Looper,判断Looper.prepared()是否调用,这样后面的逻辑也想的通了。
顺着代码,我们看一下post()方法,这里就一次性贴出来了,因为post()、postDelayed()等都是层级传递的,比较简单,最终都是调用的sendMessageAtTime()方法:
public final boolean post(Runnable r)
{
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
public final boolean postAtTime(Runnable r, long uptimeMillis)
{
return sendMessageAtTime(getPostMessage(r), uptimeMillis);
}
public final boolean postDelayed(Runnable r, long delayMillis)
{
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 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);
}
这些方法其实都是顺着调用下来的,还是比较清楚的。
我们看一下最终调用的enqueueMessage方法:
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}这里它讲本身赋值给Message的target,所以target是一个handler对象,然后调用了MessageQueue的enqueueMessage方法:
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
if (msg.isInUse()) {
throw new AndroidRuntimeException(msg + " This message is already in use.");
}
if (msg.target == null) {
throw new AndroidRuntimeException("Message must have a target.");
}
synchronized (this) {
if (mQuitting) {
RuntimeException e = new RuntimeException(
msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
Log.w("MessageQueue", e.getMessage(), e);
return false;
}
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;
}
这个方法通过无限循环将Message加入到消息队列,直到没有Message即msg.next==null为止,这也就是根据先进先出的原则来进行排队。但是这里并不是通过队列来实现,而是通过链表,因为我们设置了delay时间,也就是msg.when,这里要先判断时间再进行插入,从而排序。到这里就没有进行下一级调用了。
接下来,我们看一下Looper.loop()方法,其实它和Looper.prepared()所对应,同样系统在主线程中帮我们写好了,所以我们平常不用自己手动调用。
/**
* Run the message queue in this thread. Be sure to call
* {@link #quit()} to end the loop.
*/
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;
// 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
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
Printer logging = me.mLogging;
if (logging != null) {
logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
msg.callback + ": " + msg.what);
}
msg.target.dispatchMessage(msg);
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.recycle();
}
}
这里是一个无限循环,首先获取当前线程的Looper对象,然后再获取Looper的消息队列。通过循环将消息队列依次操作,直到消息队列为null,跳出循环。那到底是如何调用我们在handler中写的方法的呢。注意到:
msg.target.dispatchMessage(msg);
而target上面写道,它就是一个当前Looper的handler:
/** * Handle system messages here. */ public void dispatchMessage(Message msg) { if (msg.callback != null) { handleCallback(msg); } else { if (mCallback != null) { if (mCallback.handleMessage(msg)) { return; } } handleMessage(msg); } }
这里的实现也不复杂,首先判断当前Message的callback是否为null,如果是则调用handleCallback方法。
private static void handleCallback(Message message) { message.callback.run(); }
callback是一个Runnable对象,而这边就是先判断runnable是否为null,不为null则直接调用runnable的run方法,否则调用handlerMessage方法,而这个方法就是我们自己要重写的一个空方法,到这里我们也就知道了handler是如何调用到run 、handlerMessage方法的。
同时还有几个结论:
1、如果handler的runnable不为null,即使后面handler重写了handlerMessage方法依然不会执行;
2、调用handler,如果是在子线程必须加Looper .prepared()、Looper.loop();(一般也不会这么使用)
3、只有调用了Looper.loop()方法,消息才会进行处理。
。。。。。
还有很多不足,欢迎大家指出。
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