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HandlerThread源碼分析

編輯：關於Android編程

我們知道在Android系統中，我們執行完耗時操作都要另外開啟子線程來執行，執行完線程以後線程會自動銷毀。想象一下如果我們在項目中經常要執行耗時操作，如果經常要開啟線程，接著又銷毀線程，這無疑是很消耗性能的?那有什麼解決方法呢？

使用線程池 使用HandlerThread

本篇博客主要講解HandlerThread，關於線程池的原理，請自行了解。

本篇博客主要講解一下問題

HandlerThread的使用場景以及怎樣使用HandlerThread？ HandlerThread源碼分析

HandlerThread的使用場景以及怎樣使用HandlerThread？

使用場景

HandlerThread是Google幫我們封裝好的，可以用來執行多個耗時操作，而不需要多次開啟線程，裡面是采用handler和Looper實現的

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.

怎樣使用HandlerThread？

創建HandlerThread的實例對象 
HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("myHandlerThread");

該參數表示線程的名字，可以隨便選擇。
2. 啟動我們創建的HandlerThread線程

handlerThread.start();
將我們的handlerThread與Handler綁定在一起。
還記得是怎樣將Handler與線程對象綁定在一起的嗎？其實很簡單，就是將線程的looper與Handler綁定在一起，代碼如下： 
mThreadHandler = new Handler(mHandlerThread.getLooper()) {
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        checkForUpdate();
        if(isUpdate){
            mThreadHandler.sendEmptyMessage(MSG_UPDATE_INFO);
        }
    }
};

注意必須按照以上三個步驟來，下面在講解源碼的時候會分析其原因

完整測試代碼如下

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private TextView mTv;
    Handler mMainHandler = new Handler();
    private Handler mThreadHandler;
    private static final int MSG_UPDATE_INFO = 0x100;
    private HandlerThread mHandlerThread;
    private boolean isUpdate=true;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mTv = (TextView) findViewById(R.id.tv);
        initHandlerThread();

    }

    private void initHandlerThread() {
        mHandlerThread = new HandlerThread("xujun");
        mHandlerThread.start();
        mThreadHandler = new Handler(mHandlerThread.getLooper()) {
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                checkForUpdate();
                if(isUpdate){
                    mThreadHandler.sendEmptyMessage(MSG_UPDATE_INFO);
                }

            }
        };

    }

    /**
     * 模擬從服務器解析數據
     */
    private void checkForUpdate() {
        try {
            //模擬耗時
            Thread.sleep(1200);
            mMainHandler.post(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    String result = "實時更新中，當前股票行情：%d";
                    result = String.format(result, (int) (Math.random() * 5000 + 1000));
                    mTv.setText(Html.fromHtml(result));
                }
            });

        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    @Override
    protected void onResume() {
        isUpdate=true;
        super.onResume();
        mThreadHandler.sendEmptyMessage(MSG_UPDATE_INFO);
    }

    @Override
    protected void onPause() {
        super.onPause();
        isUpdate=false;
        mThreadHandler.removeMessages(MSG_UPDATE_INFO);
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        mHandlerThread.quit();
        mMainHandler.removeCallbacksAndMessages(null);

    }


}

運行以上測試代碼，將可以看到如下效果圖
\

HandlerThread源碼分析

* 官方源代碼如下，是基於sdk23的，可以看到，只有一百多行代碼而已*

public class HandlerThread extends Thread {
    int mPriority;
    int mTid = -1;
    Looper mLooper;

    public HandlerThread(String name) {
        super(name);
        mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;
    }


    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() {
    }

    @Override
    public void run() {
        mTid = Process.myTid();
        Looper.prepare();
        //持有鎖機制來獲得當前線程的Looper對象
        synchronized (this) {
            mLooper = Looper.myLooper();
            //發出通知，當前線程已經創建mLooper對象成功，這裡主要是通知getLooper方法中的wait
            notifyAll();
        }
        //設置線程的優先級別
        Process.setThreadPriority(mPriority);
        //這裡默認是空方法的實現，我們可以重寫這個方法來做一些線程開始之前的准備，方便擴展
        onLooperPrepared();
        Looper.loop();
        mTid = -1;
    }


    public Looper getLooper() {
        if (!isAlive()) {
            return null;
        }

        // 直到線程創建完Looper之後才能獲得Looper對象，Looper未創建成功，阻塞
        synchronized (this) {
            while (isAlive() && mLooper == null) {
                try {
                    wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }
        }
        return mLooper;
    }

    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;
    }

    /**
     * Returns the identifier of this thread. See Process.myTid().
     */
    public int getThreadId() {
        return mTid;
    }
}

1）首先我們先來看一下它的構造方法

    public HandlerThread(String name) {
        super(name);
        mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;
    }


    public HandlerThread(String name, int priority) {
        super(name);
        mPriority = priority;
    }

有兩個構造方法，一個參數的和兩個參數的，name代表當前線程的名稱，priority為線程的優先級別

2）接著我們來看一下run（）方法，在run方法裡面我們可以看到我們會初始化一個Looper，並設置線程的優先級別

public void run() {
    mTid = Process.myTid();
    Looper.prepare();
    //持有鎖機制來獲得當前線程的Looper對象
    synchronized (this) {
        mLooper = Looper.myLooper();
        //發出通知，當前線程已經創建mLooper對象成功，這裡主要是通知getLooper方法中的wait
        notifyAll();
    }
    //設置線程的優先級別
    Process.setThreadPriority(mPriority);
    //這裡默認是空方法的實現，我們可以重寫這個方法來做一些線程開始之前的准備，方便擴展
    onLooperPrepared();
    Looper.loop();
    mTid = -1;
}
還記得我們前面我們說到使用HandlerThread的時候必須笑調用start（）方法，接著才可以將我們的HandlerThread和我們的handler綁定在一起嗎?其實原因就是我們是在run（）方法才開始初始化我們的looper，而我們調用HandlerThread的start（）方法的時候，線程會交給虛擬機調度，由虛擬機自動調用run方法 
mHandlerThread.start();
mThreadHandler = new Handler(mHandlerThread.getLooper()) {
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        checkForUpdate();
        if(isUpdate){
            mThreadHandler.sendEmptyMessage(MSG_UPDATE_INFO);
        }
    }
};
這裡我們為什麼要使用鎖機制和notifyAll();，原因我們可以從getLooper（）方法中知道 
public Looper getLooper() {
    if (!isAlive()) {
        return null;
    }

    // 直到線程創建完Looper之後才能獲得Looper對象，Looper未創建成功，阻塞
    synchronized (this) {
        while (isAlive() && mLooper == null) {
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {

            }
        }
    }
    return mLooper;
}

總結：在獲得mLooper對象的時候存在一個同步的問題，只有當線程創建成功並且Looper對象也創建成功之後才能獲得mLooper的值。這裡等待方法wait和run方法中的notifyAll方法共同完成同步問題。

3)接著我們來看一下quit方法和quitSafe方法

//調用這個方法退出Looper消息循環，及退出線程
public boolean quit() {
    Looper looper = getLooper();
    if (looper != null) {
        looper.quit();
        return true;
    }
    return false;
}

//調用這個方法安全地退出線程
@TargetApi(Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2)
public boolean quitSafely() {
    Looper looper = getLooper();
    if (looper != null) {
        looper.quitSafely();
        return true;
    }
    return false;
}

跟蹤這兩個方法容易知道只兩個方法最終都會調用MessageQueue的queue（boolean safe）方法

void quit(boolean safe) {
    if (!mQuitAllowed) {
        throw new IllegalStateException("Main thread not allowed to quit.");
    }

    synchronized (this) {
        if (mQuitting) {
            return;
        }
        mQuitting = true;
        //安全退出調用這個方法
        if (safe) {
            removeAllFutureMessagesLocked();
        } else {//不安全退出調用這個方法
            removeAllMessagesLocked();
        }

        // We can assume mPtr != 0 because mQuitting was previously false.
        nativeWake(mPtr);
    }
}

不安全的會調用removeAllMessagesLocked();這個方法，我們來看這個方法是怎樣處理的，其實就是遍歷Message鏈表，移除所有信息的回調，並重置為null

private void removeAllMessagesLocked() {
    Message p = mMessages;
    while (p != null) {
        Message n = p.next;
        p.recycleUnchecked();
        p = n;
    }
    mMessages = null;
}

安全地會調用removeAllFutureMessagesLocked();這個方法，它會根據Message.when這個屬性，判斷我們當前消息隊列是否正在處理消息，沒有正在處理消息的話，直接移除所有回調，正在處理的話，等待該消息處理處理完畢再退出該循環。因此說quitSafe（）是安全的，而quit（）方法是不安全的，因為quit方法不管是否正在處理消息，直接移除所有回調。

private void removeAllFutureMessagesLocked() {
    final long now = SystemClock.uptimeMillis();
    Message p = mMessages;

    if (p != null) {
        //判斷當前隊列中的消息是否正在處理這個消息，》沒有的話，直接移除所有回調
        if (p.when > now) {
            removeAllMessagesLocked();
        } else {//正在處理的話，等待該消息處理處理完畢再退出該循環
            Message n;
            for (;;) {
                n = p.next;
                if (n == null) {
                    return;
                }
                if (n.when > now) {
                    break;
                }
                p = n;
            }
            p.next = null;
            do {
                p = n;
                n = p.next;
                p.recycleUnchecked();
            } while (n != null);
        }
    }
}

到此HandlerThread源碼分析為止

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