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青草繁星
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发表于: IP:您无权察看 2015-5-21 11:56:28 | [全部帖] [楼主帖] 楼主

android的消息处理有三个核心类:Looper,Handler和Message。其实还有一个Message Queue(消息队列),但是MQ被封装到Looper里面了,我们不会直接与MQ打交道,因此我没将其作为核心类。下面一一介绍:

线程的魔法师 Looper

Looper的字面意思是“循环者”,它被设计用来使一个普通线程变成Looper线程。所谓Looper线程就是循环工作的线程。在程序开发中(尤其是GUI开发中),我们经常会需要一个线程不断循环,一旦有新任务则执行,执行完继续等待下一个任务,这就是Looper线程。使用Looper类创建Looper线程很简单:

北京联动北方科技有限公司

publicclass LooperThread extends Thread {
        @Override
      
publicvoid run() {
            
// 将当前线程初始化为Looper线程
             Looper.prepare();

            
// ...其他处理,如实例化handler

            
// 开始循环处理消息队列
             Looper.loop();
        }
}

通过上面两行核心代码,你的线程就升级为Looper线程了!!!是不是很神奇?让我们放慢镜头,看看这两行代码各自做了什么。

1)Looper.prepare()

北京联动北方科技有限公司

通过上图可以看到,现在你的线程中有一个Looper对象,它的内部维护了一个消息队列MQ。注意,一个Thread只能有一个Looper对象,为什么呢?咱们来看源码。

北京联动北方科技有限公司

publicclass Looper {
      
// 每个线程中的Looper对象其实是一个ThreadLocal,即线程本地存储(TLS)对象
      privatestaticfinal ThreadLocal sThreadLocal =new ThreadLocal();
      
// Looper内的消息队列
      final MessageQueue mQueue;
      
// 当前线程
       Thread mThread;
      
// 。。。其他属性

      
// 每个Looper对象中有它的消息队列,和它所属的线程
      private Looper() {
              mQueue
=new MessageQueue();
              mRun
=true;
              mThread
= Thread.currentThread();
        }

      
// 我们调用该方法会在调用线程的TLS中创建Looper对象
      publicstaticfinalvoid prepare() {
            
if (sThreadLocal.get() !=null) {
                  
// 试图在有Looper的线程中再次创建Looper将抛出异常
                  thrownew RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
              }
              sThreadLocal.set(
new Looper());
        }
      
// 其他方法
}

通过源码,prepare()背后的工作方式一目了然,其核心就是将looper对象定义为ThreadLocal。如果你还不清楚什么是ThreadLocal,请参考《理解ThreadLocal》

2)Looper.loop()

北京联动北方科技有限公司

调用loop方法后,Looper线程就开始真正工作了,它不断从自己的MQ中取出队头的消息(也叫任务)执行。其源码分析如下:

北京联动北方科技有限公司

publicstaticfinalvoid loop() {
        Looper me
= myLooper(); //得到当前线程Looper
       MessageQueue queue = me.mQueue; //得到当前looper的MQ

      
// 这两行没看懂= = 不过不影响理解
       Binder.clearCallingIdentity();
      
finallong ident = Binder.clearCallingIdentity();
      
// 开始循环
      while (true) {
              Message msg
= queue.next(); // 取出message
            if (msg !=null) {
                  
if (msg.target ==null) {
                        
// message没有target为结束信号,退出循环
                        return;
                    }
                  
// 日志。。。
                  if (me.mLogging!=null) me.mLogging.println(
                  
">>>>> Dispatching to "+ msg.target +""
                  + msg.callback +": "+ msg.what
                    );
                  
// 非常重要!将真正的处理工作交给message的target,即后面要讲的handler
                   msg.target.dispatchMessage(msg);
                  
// 还是日志。。。
                  if (me.mLogging!=null) me.mLogging.println(
                  
"<<<<< Finished to "+ msg.target +""
                  + msg.callback);

                  
// 下面没看懂,同样不影响理解
                  finallong newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
                  
if (ident != newIdent) {
                          Log.wtf(
"Looper", "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);
                    }
                  
// 回收message资源
                   msg.recycle();
              }
        }
}

除了prepare()和loop()方法,Looper类还提供了一些有用的方法,比如

Looper.myLooper()得到当前线程looper对象:

北京联动北方科技有限公司

publicstaticfinal Looper myLooper() {
      
// 在任意线程调用Looper.myLooper()返回的都是那个线程的looper
      return (Looper)sThreadLocal.get();
}

getThread()得到looper对象所属线程:

北京联动北方科技有限公司

public Thread getThread() {
      
return mThread;
}

quit()方法结束looper循环:

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publicvoid quit() {
      
// 创建一个空的message,它的target为NULL,表示结束循环消息
       Message msg = Message.obtain();
      
// 发出消息
       mQueue.enqueueMessage(msg, 0);
}

到此为止,你应该对Looper有了基本的了解,总结几点:

1.每个线程有且最多只能有一个Looper对象,它是一个ThreadLocal

2.Looper内部有一个消息队列,loop()方法调用后线程开始不断从队列中取出消息执行

3.Looper使一个线程变成Looper线程。

那么,我们如何往MQ上添加消息呢?下面有请Handler!

异步处理大师 Handler

什么是handler?handler扮演了往MQ上添加消息和处理消息的角色(只处理由自己发出的消息),即通知MQ它要执行一个任务(sendMessage),并在loop到自己的时候执行该任务(handleMessage),整个过程是异步的。handler创建时会关联一个looper,默认的构造方法将关联当前线程的looper,不过这也是可以set的。默认的构造方法:

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publicclass handler {

      
final MessageQueue mQueue; // 关联的MQ
      final Looper mLooper; // 关联的looper
      final Callback mCallback;
      
// 其他属性

      public Handler() {
            
// 没看懂,直接略过,,,
            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());
                    }
              }
            
// 默认将关联当前线程的looper
             mLooper = Looper.myLooper();
            
// looper不能为空,即该默认的构造方法只能在looper线程中使用
            if (mLooper ==null) {
                  
thrownew RuntimeException(
                  
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
              }
            
// 重要!!!直接把关联looper的MQ作为自己的MQ,因此它的消息将发送到关联looper的MQ上
             mQueue = mLooper.mQueue;
              mCallback
=null;
        }

      
// 其他方法
}

下面我们就可以为之前的LooperThread类加入Handler:

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publicclass LooperThread extends Thread {
      
private Handler handler1;
      
private Handler handler2;

        @Override
      
publicvoid run() {
            
// 将当前线程初始化为Looper线程
             Looper.prepare();

            
// 实例化两个handler
             handler1 =new Handler();
              handler2
=new Handler();

            
// 开始循环处理消息队列
             Looper.loop();
        }
}

加入handler后的效果如下图:

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可以看到,一个线程可以有多个Handler,但是只能有一个Looper!

Handler发送消息


有了handler之后,我们就可以使用 post(Runnable), postAtTime(Runnable, long), postDelayed(Runnable, long), sendEmptyMessage(int), sendMessage(Message), sendMessageAtTime(Message, long)sendMessageDelayed(Message, long)这些方法向MQ上发送消息了。光看这些API你可能会觉得handler能发两种消息,一种是Runnable对象,一种是message对象,这是直观的理解,但其实post发出的Runnable对象最后都被封装成message对象了,见源码:

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// 此方法用于向关联的MQ上发送Runnable对象,它的run方法将在handler关联的looper线程中执行
publicfinalboolean post(Runnable r)
{
      
// 注意getPostMessage(r)将runnable封装成message
      return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}

privatefinal Message getPostMessage(Runnable r) {
        Message m
= Message.obtain(); //得到空的message
       m.callback = r; //将runnable设为message的callback,
      return m;
}

publicboolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)
{
      
boolean sent =false;
        MessageQueue queue
= mQueue;
      
if (queue !=null) {
              msg.target
=this; // message的target必须设为该handler!
             sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
        }
      
else {
              RuntimeException e
=new RuntimeException(
            
this+" sendMessageAtTime() called with no mQueue");
              Log.w(
"Looper", e.getMessage(), e);
        }
      
return sent;
}

其他方法就不罗列了,总之通过handler发出的message有如下特点:

1.message.target为该handler对象,这确保了looper执行到该message时能找到处理它的handler,即loop()方法中的关键代码

msg.target.dispatchMessage(msg);

2.post发出的message,其callback为Runnable对象

Handler处理消息

说完了消息的发送,再来看下handler如何处理消息。消息的处理是通过核心方法dispatchMessage(Message msg)与钩子方法handleMessage(Message msg)完成的,见源码

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// 处理消息,该方法由looper调用
publicvoid dispatchMessage(Message msg) {
      
if (msg.callback !=null) {
            
// 如果message设置了callback,即runnable消息,处理callback!
             handleCallback(msg);
        }
else {
            
// 如果handler本身设置了callback,则执行callback
            if (mCallback !=null) {
                  

                  if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                        
return;
                    }
              }
            
// 如果message没有callback,则调用handler的钩子方法handleMessage
             handleMessage(msg);
        }
}

// 处理runnable消息
privatefinalvoid handleCallback(Message message) {
        message.callback.run();
//直接调用run方法!
}
// 由子类实现的钩子方法
publicvoid handleMessage(Message msg) {
}

可以看到,除了handleMessage(Message msg)和Runnable对象的run方法由开发者实现外(实现具体逻辑),handler的内部工作机制对开发者是透明的。这正是handler API设计的精妙之处!

Handler的用处

我在小标题中将handler描述为“异步处理大师”,这归功于Handler拥有下面两个重要的特点:

1.handler可以在任意线程发送消息,这些消息会被添加到关联的MQ上。

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2.handler是在它关联的looper线程中处理消息的。

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这就解决了android最经典的不能在其他非主线程中更新UI的问题。android的主线程也是一个looper线程(looper在android中运用很广),我们在其中创建的handler默认将关联主线程MQ。因此,利用handler的一个solution就是在activity中创建handler并将其引用传递给worker thread,worker thread执行完任务后使用handler发送消息通知activity更新UI。(过程如图)

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下面给出sample代码,仅供参考:

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publicclass TestDriverActivity extends Activity {
      private TextView textview;
      @Override
      protectedvoid onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.main);
            textview = (TextView) findViewById(R.id.textview);
            // 创建并启动工作线程
            Thread workerThread =new Thread(new SampleTask(new MyHandler()));
            workerThread.start();
      }
      publicvoid appendText(String msg) {
            textview.setText(textview.getText() +"\n"+ msg);
      }
      class MyHandler extends Handler {
            @Override
            publicvoid handleMessage(Message msg) {
                  String result = msg.getData().getString("message");
                  // 更新UI
                  appendText(result);
            }
      }
}


北京联动北方科技有限公司

publicclass SampleTask implements Runnable {
      privatestaticfinal String TAG = SampleTask.class.getSimpleName();
      Handler handler;
      public SampleTask(Handler handler) {
            super();
            this.handler = handler;
      }
      @Override
      publicvoid run() {
            try { // 模拟执行某项任务,下载等
                  Thread.sleep(5000);
                  // 任务完成后通知activity更新UI
                  Message msg = prepareMessage("task completed!");
                  // message将被添加到主线程的MQ中
                  handler.sendMessage(msg);
            } catch (InterruptedException e) {
                  Log.d(TAG, "interrupted!");
            }
      }
      private Message prepareMessage(String str) {
            Message result = handler.obtainMessage();
            Bundle data =new Bundle();
            data.putString("message", str);
            result.setData(data);
            return result;
      }
}


当然,handler能做的远远不仅如此,由于它能post Runnable对象,它还能与Looper配合实现经典的Pipeline Thread(流水线线程)模式。请参考此文《Android Guts: Intro to Loopers and Handlers》

封装任务 Message

在整个消息处理机制中,message又叫task,封装了任务携带的信息和处理该任务的handler。message的用法比较简单,这里不做总结了。但是有这么几点需要注意(待补充):

1.尽管Message有public的默认构造方法,但是你应该通过Message.obtain()来从消息池中获得空消息对象,以节省资源。

2.如果你的message只需要携带简单的int信息,请优先使用Message.arg1和Message.arg2来传递信息,这比用Bundle更省内存

3.擅用message.what来标识信息,以便用不同方式处理message。

      -------------来自CodingMyWorld博文

该贴被青草繁星编辑于2015-5-21 12:03:43



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