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Android中的Handler, Looper, MessageQueue和Thread

編輯:Android開發實例

前幾天,和同事探討了一下Android中的消息機制,探究了消息的發送和接收過程以及與線程之間的關系。雖然我們經常使用這些基礎的東西,但對於其內部原理的了解,能使我們更加容易、合理地架構系統,並避免一些低級錯誤。

對於這部分的內容,將分成4小節來描述:

1.職責與關系

2.消息循環

3.線程與更新

4.幾點小結

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1) 接下來,我們開始這部分的內容,首先了解一下各自的職責及相互之間的關系。

職責

Message:消息,其中包含了消息ID,消息處理對象以及處理的數據等,由MessageQueue統一列隊,終由Handler處理。

Handler:處理者,負責Message的發送及處理。使用Handler時,需要實現handleMessage(Message msg)方法來對特定的Message進行處理,例如更新UI等。

MessageQueue:消息隊列,用來存放Handler發送過來的消息,並按照FIFO規則執行。當然,存放Message並非實際意義的保存,而是將Message以鏈表的方式串聯起來的,等待Looper的抽取。

Looper:消息泵,不斷地從MessageQueue中抽取Message執行。因此,一個MessageQueue需要一個Looper。

Thread:線程,負責調度整個消息循環,即消息循環的執行場所。

關系

Handler,Looper和MessageQueue就是簡單的三角關系。Looper和MessageQueue一一對應,創建一個Looper的同時,會創建一個MessageQueue。而Handler與它們的關系,只是簡單的聚集關系,即Handler裡會引用當前線程裡的特定Looper和MessageQueue。

這樣說來,多個Handler都可以共享同一Looper和MessageQueue了。當然,這些Handler也就運行在同一個線程裡。

2) 接下來,我們簡單地看一下消息的循環過程:

生成

       Message msg = mHandler.obtainMessage();

       msg.what = what;

       msg.sendToTarget();

 

發送

       MessageQueue queue = mQueue;

        if (queue != null) {

            msg.target = this;

            sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);

        }

在Handler.java的sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)方法中,我們看到,它找到它所引用的MessageQueue,然後將Message的target設定成自己(目的是為了在處理消息環節,Message能找到正確的Handler),再將這個Message納入到消息隊列中。

抽取

        Looper me = myLooper();

        MessageQueue queue = me.mQueue;

        while (true) {

            Message msg = queue.next(); // might block

            if (msg != null) {

                if (msg.target == null) {

                    // No target is a magic identifier for the quit message.

                    return;

                }

                msg.target.dispatchMessage(msg);

                msg.recycle();

            }

        }

在Looper.java的loop()函數裡,我們看到,這裡有一個死循環,不斷地從MessageQueue中獲取下一個(next方法)Message,然後通過Message中攜帶的target信息,交由正確的Handler處理(dispatchMessage方法)。

 

處理

        if (msg.callback != null) {

            handleCallback(msg);

        } else {

            if (mCallback != null) {

                if (mCallback.handleMessage(msg)) {

                    return;

                }

            }

            handleMessage(msg);

        }

在Handler.java的dispatchMessage(Message msg)方法裡,其中的一個分支就是調用handleMessage方法來處理這條Message,而這也正是我們在職責處描述使用Handler時需要實現handleMessage(Message msg)的原因。

至於dispatchMessage方法中的另外一個分支,我將會在後面的內容中說明。

至此,我們看到,一個Message經由Handler的發送,MessageQueue的入隊,Looper的抽取,又再一次地回到Handler的懷抱。而繞的這一圈,也正好幫助我們將同步操作變成了異步操作。

3)剩下的部分,我們將討論一下Handler所處的線程及更新UI的方式。

在主線程(UI線程)裡,如果創建Handler時不傳入Looper對象,那麼將直接使用主線程(UI線程)的Looper對象(系統已經幫我們創建了);在其它線程裡,如果創建Handler時不傳入Looper對象,那麼,這個Handler將不能接收處理消息。在這種情況下,通用的作法是:

                class LooperThread extends Thread {

                               public Handler mHandler;

                               public void run() {

                                               Looper.prepare();

                                               mHandler = new Handler() {

                                                               public void handleMessage(Message msg) {

                                                                              // process incoming messages here

                                                               }

                                               };

                                               Looper.loop();

                               }

                }

在創建Handler之前,為該線程准備好一個Looper(Looper.prepare),然後讓這個Looper跑起來(Looper.loop),抽取Message,這樣,Handler才能正常工作。

因此,Handler處理消息總是在創建Handler的線程裡運行。而我們的消息處理中,不乏更新UI的操作,不正確的線程直接更新UI將引發異常。因此,需要時刻關心Handler在哪個線程裡創建的。

如何更新UI才能不出異常呢?SDK告訴我們,有以下4種方式可以從其它線程訪問UI線程:

·      Activity.runOnUiThread(Runnable)

·      View.post(Runnable)

·      View.postDelayed(Runnable, long)

·      Handler

其中,重點說一下的是View.post(Runnable)方法。在post(Runnable action)方法裡,View獲得當前線程(即UI線程)的Handler,然後將action對象post到Handler裡。在Handler裡,它將傳遞過來的action對象包裝成一個Message(Message的callback為action),然後將其投入UI線程的消息循環中。在Handler再次處理該Message時,有一條分支(未解釋的那條)就是為它所設,直接調用runnable的run方法。而此時,已經路由到UI線程裡,因此,我們可以毫無顧慮的來更新UI。

4) 幾點小結

·      Handler的處理過程運行在創建Handler的線程裡

·      一個Looper對應一個MessageQueue

·      一個線程對應一個Looper

·      一個Looper可以對應多個Handler

·      不確定當前線程時,更新UI時盡量調用post方法

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