Android中的Handler, Looper, MessageQueue和Thread
fmms
13年前
<p><span style="font-size:medium;">前几天，和同事探讨了一下Android中的消息机制，探究了消息的发送和接收过程以及与线程之间的关系。虽然我们经常使用这些基础的东西，但对于其内部原理的了解，能使我们更加容易、合理地架构系统，并避免一些低级错误。</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">对于这部分的内容，将分成4小节来描述：</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">1.职责与关系</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">2.消息循环</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">3.线程与更新</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">4.几点小结</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">--------------------------------------------------------------------------------------------------</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">1） 接下来，我们开始这部分的内容，首先了解一下各自的职责及相互之间的关系。</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">职责</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">Message：消息，其中包含了消息ID，消息处理对象以及处理的数据等，由MessageQueue统一列队，终由Handler处理。</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">Handler：处理者，负责Message的发送及处理。使用Handler时，需要实现handleMessage(Message msg)方法来对特定的Message进行处理，例如更新UI等。</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">MessageQueue：消息队列，用来存放Handler发送过来的消息，并按照FIFO规则执行。当然，存放Message并非实际意义的保存，而是将Message以链表的方式串联起来的，等待Looper的抽取。</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">Looper：消息泵，不断地从MessageQueue中抽取Message执行。因此，一个MessageQueue需要一个Looper。</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">Thread：线程，负责调度整个消息循环，即消息循环的执行场所。</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">关系</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> </span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">Handler，Looper和MessageQueue就是简单的三角关系。Looper和MessageQueue一一对应，创建一个 Looper的同时，会创建一个MessageQueue。而Handler与它们的关系，只是简单的聚集关系，即Handler里会引用当前线程里的特定Looper和MessageQueue。</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">这样说来，多个Handler都可以共享同一Looper和MessageQueue了。当然，这些Handler也就运行在同一个线程里。</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">2） 接下来，我们简单地看一下消息的循环过程：</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">生成</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> Message msg = mHandler.obtainMessage();</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> msg.what = what;</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> msg.sendToTarget();</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> </span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">发送</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> MessageQueue queue = mQueue;</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> if (queue != null) {</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> msg.target = this;</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> }</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">在Handler.<span class="channel_keylink">java</span> 的sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)方法中，我们看到，它找到它所引用的MessageQueue，然后将Message的target设定成自己（目的是为了在处理消息环节，Message能找到正确的Handler），再将这个Message纳入到消息队列中。</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">抽取</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> Looper me = myLooper();</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> MessageQueue queue = me.mQueue;</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> while (true) {</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> Message msg = queue.next(); // might block</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> if (msg != null) {</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> if (msg.target == null) {</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> // No target is a magic identifier for the quit message.</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> return;</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> }</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> msg.target.dispatchMessage(msg);</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> msg.recycle();</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> }</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> }</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">在Looper.<span class="channel_keylink">java</span> 的loop()函数里，我们看到，这里有一个死循环，不断地从MessageQueue中获取下一个（next方法）Message，然后通过Message中携带的target信息，交由正确的Handler处理（dispatchMessage方法）。</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> </span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">处理</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> if (msg.callback != null) {</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> handleCallback(msg);</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> } else {</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> if (mCallback != null) {</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> if (mCallback.handleMessage(msg)) {</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> return;</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> }</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> }</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> handleMessage(msg);</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> }</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">在Handler.java的dispatchMessage(Message msg)方法里，其中的一个分支就是调用handleMessage方法来处理这条Message，而这也正是我们在职责处描述使用Handler时需要实现handleMessage(Message msg)的原因。</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">至于dispatchMessage方法中的另外一个分支，我将会在后面的内容中说明。</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">至此，我们看到，一个Message经由Handler的发送，MessageQueue的入队，Looper的抽取，又再一次地回到Handler的怀抱。而绕的这一圈，也正好帮助我们将同步操作变成了异步操作。</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">3）剩下的部分，我们将讨论一下Handler所处的线程及更新UI的方式。</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">在主线程（UI线程）里，如果创建Handler时不传入Looper对象，那么将直接使用主线程（UI线程）的Looper对象（系统已经帮我们创建了）；在其它线程里，如果创建Handler时不传入Looper对象，那么，这个Handler将不能接收处理消息。在这种情况下，通用的作法是：</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> class LooperThread extends Thread {</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> public Handler mHandler;</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> public void run() {</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> Looper.prepare();</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> mHandler = new Handler() {</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> public void handleMessage(Message msg) {</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> // process incoming messages here</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> }</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> };</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> Looper.loop();</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> }</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;"> }</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">在创建Handler之前，为该线程准备好一个Looper（Looper.prepare），然后让这个Looper跑起来（Looper.loop），抽取Message，这样，Handler才能正常工作。</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">因此，Handler处理消息总是在创建Handler的线程里运行。而我们的消息处理中，不乏更新UI的操作，不正确的线程直接更新UI将引发异常。因此，需要时刻关心Handler在哪个线程里创建的。</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">如何更新UI才能不出异常呢？SDK告诉我们，有以下4种方式可以从其它线程访问UI线程：</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">· Activity.runOnUiThread(Runnable)</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">· View.post(Runnable)</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">· View.postDelayed(Runnable, long)</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">· Handler</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">其中，重点说一下的是View.post(Runnable)方法。在post(Runnable action)方法里，View获得当前线程（即UI线程）的Handler，然后将action对象post到Handler里。在Handler里，它将传递过来的action对象包装成一个Message（Message的callback为action），然后将其投入UI线程的消息循环中。在 Handler再次处理该Message时，有一条分支（未解释的那条）就是为它所设，直接调用runnable的run方法。而此时，已经路由到UI线程里，因此，我们可以毫无顾虑的来更新UI。</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">4） 几点小结</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">· Handler的处理过程运行在创建Handler的线程里</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">· 一个Looper对应一个MessageQueue</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">· 一个线程对应一个Looper</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">· 一个Looper可以对应多个Handler</span> </p> <p></p> <p><span style="font-size:medium;">· 不确定当前线程时，更新UI时尽量调用post方法</span> </p>