Handler与异步消息处理
VMQJesse
8年前
<p>Handler 在 Android 中的应用很广泛，基本上每个 Android 开发人员都会使用到它。本篇文章将会介绍 Handler 和异步消息机制相关的使用方法。</p> <p>Android 中的异步消息处理框架由 Handler 、MessageQueue、Looper 和 ThreadLocal 等组成。Handler 是我们使用最多的一个类，主要负责发送和处理消息，MessageQueue 是一个队列，用来存储 Handler 发送来的消息，而 Looper 则是一个死循环。</p> <h2><strong>Handler 的使用场景</strong></h2> <p>由于 Android 系统不允许在主线程进行耗时任务，因此网络请求等一般都会开新的线程执行，然而，Android 中的控件不是线程安全的，因此只能在主线程中访问 UI 控件，否则就会报错。那么从子线程中得到的数据怎么返回到主线程给 UI 使用呢？答案很简单，大家都知道，可以使用 Handler 将数据返回到主线程。</p> <p>但有时候你会发现，有些项目里面没有开启子线程，却在使用 Handler，这就是 Handler 的另一个使用场景：消息处理。如果你有一个个的任务需要排队处理，那么使用 Handler 是很合适的。</p> <h2><strong>Handler 的使用</strong></h2> <p>Handler 必须与一个 Looper 关联才能使用，而且是在 Handler 创建的时候就要传入一个 Looper 的。由于主线程中默认创建了一个 Looper，因此在主线程中不用传入 Looper。如果不传 Handler，那么系统就会去获取当前线程的 Looper，如果找不到，就会报错。因此，如果在子线程没有手动创建 Looper 的情况下直接使用 Handler handler = new Handler() 的话，是会报错的。</p> <pre> <code class="language-java">// 不传入 Looper，系统会自己去获取当前线程中的 Looper。 Handler handler = new Handler(); // 在子线程中，可以传入自定的 Looper。 Handler handler = new Handler(Looper); </code></pre> <p>每一个线程有且只能有一个 Looper，在创建 Looper 的时候，系统会检查该线程是否已经有 Looper 对象了，已经有 Looper 对象了，则会报错。</p> <pre> <code class="language-java">// 创建一个 Looper 很简单。 Looper.prepare(); </code></pre> <p>再次强调： <strong>Handler 必须和 Looper 相关联才能使用</strong> 。一个 Handler 只能关联一个 Looper，而且一旦关联上了，就不能更改。当然，一个 Looper 可以关联多个 Handler。</p> <h3><strong>在子线程中创建 Handler</strong></h3> <p>一般情况下，我们都是在主线程中创建 Handler，但是有时候也需要在子线程中处理消息队列。由于主线程是唯一一个自带了 Looper 的线程。因此在主线程中创建和使用 Handler 相对是比较简单的，也是最常见的。但是还有些情况是需要在子线程中创建一个消息队列的，在子线程中使用 Handler 需要提供一个 Looper，于是代码就应该像下面那样：</p> <pre> <code class="language-java">// 为异步消息处理框架准备一个线程 class LooperThread extends Thread { public Handler mHandler; public void run() { // 准备一个 Looper Looper.prepare(); // Handler 对象会和该线程的 Looper 关联起来。 mHandler = new Handler() { public void handlerMessage(Message msg) { // 在这里处理传入的消息 } }; // 使用该 Looper，启动一个循环的消息队列。 Looper.loop(); } } </code></pre> <h3><strong>使用 HandlerThread</strong></h3> <p>可以使用 HandlerThread 来简化在子线程中创建 Handler 的流程。HalderThread 是一个自带了 Looper 的线程类，</p> <pre> <code class="language-java">public class MyHandlerThread extends HandlerThread { // 你只需要添加一个 Handler private Handler handler; public MyHandlerThread(String name) { super(name) } } </code></pre> <p>HandlerThread 也并不神秘，它只是帮你调用了 Looper.prepare() 方法和 Looper.loop() 方法而已。也就是说如果你一个类继承了 ThreadHandler，你可以像在主线程那样使用 Handler。</p> <h2><strong>发送和处理消息</strong></h2> <p>准备好 Handler 的环境后，就可以使用 Handler 来发送和处理消息了。处理消息是在 Handler 的 handleMessage() 方法中进行 的，而发送消息有两种方法：发送一个 Message 对象，和投递一个 Runnable 对象。下面分别介绍这两类方法。</p> <h3><strong>发送 Message 对象</strong></h3> <p>Message 对象可以包含一些简单的数据，并且可以通过 Handler 进行发送和处理。Message 对象可以通过 Message.what(int) 方法中的 int 参数来标志该对象。Message 对象使用两个 int 类型的字段来存储需要发送的信息，也可以使用一个 Object 类型的对象来存储一个简单对象的信息。</p> <ul> <li><strong>Message.what</strong> ：标识一个 Message 对象。</li> <li><strong>Message.arg1</strong> ：需要传递的 int 类型的数据。</li> <li><strong>Message.arg2</strong> ：需要传递的 int 类型的数据。</li> <li><strong>Message.obj</strong> ：存储任意数据类型（Object）的对象。</li> </ul> <p>怎么创建一个 Message 对象呢？你当然可以使用 Message msg = new Message() 方法来创建一个 Message 对象，但是不建议这么做。因为我们有更高效的方法来获得 Message 对象：使用 Message msg = MMessage.obtain() 或 Handler.obtainMessage() 来获取一个 Message。这个 Message 对象被 Handler 发送到 MessageQueue 之后，并不会被销毁，可以重复利用，因此比使用 new 方法来创建一个 Message 对象效率更高。</p> <p>当你需要将消息传递到一个后台线程时，建议使用 Handler.obtainMessage 来创建一个 Message 对象：</p> <pre> <code class="language-java">int what = 0; String hello = "Hello!"; // 获取一个和后台线程关联的 Message 对象 Message msg = mHandler.obtainMessage(what, hello); // 发送一个消息到后台线程。 mHandler.sendMessage(msg); </code></pre> <h3><strong>sendMessage() 的相关方法</strong></h3> <p>发送 Message 对象的方法同投递一个 Runnable 对象的方法很类似：</p> <ul> <li><strong>Handler.sendMessage( Message msg )</strong> ：在 MessageQueue 中添加一个 Message 对象。</li> <li><strong>Handler.sendMessageAtFrontOfQueue( Message msg )</strong> ：添加一个 Message 对象到 MessageQueue 的前面。</li> <li>Handler.sendMessageAtTime ( Message msg, long timeInMills ) ：在指定的时间发送一个 Message 对象。</li> <li>Handler.sendMessageDelayed( Message msg, long timeInMillis ) ：在指定的时间之后，发送 Message 对象。</li> </ul> <h3><strong>投递一个 Runnable 对象</strong></h3> <p>使用 Handler 发送任务的另一个方法就是投递一个 Runnable 对象（“投递”一词，主要是翻译 post() 方法）。创建一个 Runnable 对象必须要实现 run() 方法，因此，我们需要投递执行的任务就要写在 run() 方法中。</p> <pre> <code class="language-java">// 声明一个 Runnable Runnable r = new Runnable() { @Override public void run() { // 任务的具体内容 } } </code></pre> <p>在 Handler 中，有多种方式投递一个 Runnable 对象：</p> <ul> <li><strong>Handler.post(Runnable r)</strong> ：在 MessageQueue 中添加一个 Runnable 对象。</li> <li><strong>Handler.postAtFrontOfQueue</strong> ：在 MessageQueue 的头部添加一个 Runnable 对象。</li> <li><strong>Handler.postAtTime(Runnable r, long timeMillis)</strong> ：在指定的时间将 Runnable 对象添加到 MessageQueue 中。</li> <li><strong>Handler.postDelay(Runnable r, long delay)</strong> ：经过了指定的时间后，将 Runnable 对象添加到 MessageQueue 中。</li> </ul> <pre> <code class="language-java">// 投递一个 Runnable 对象 Handler handler = new Handler(); handler.post( new Runnable() { @Override public void run() { // 任务的具体内容 } }); </code></pre> <p>当然，你也可以使用 Activity.runOnUiThread() 来投递一个 Runnable 对象。</p> <pre> <code class="language-java">Activity.runOnUiThread ( new Runnable() { @Override public void run() { // 任务的具体内容 } }); </code></pre> <p>该方法如果是在主线程上调用的，那么会立即执行。如果是在其他线程上使用的，那么就会将该 Runnable 对象投递到主线程的消息队列中去。</p> <p>有一点需要记住， Runnable 对象和 Message 对象不同， Runnable 对象不能重复使用。</p> <h2><strong>实例：倒计时</strong></h2> <p>下面，我们用 Handler 来实现倒计时功能。先来分析一下 倒计时 的相关功能需求：</p> <ul> <li>需要知道总时间和每一步的间隔时间。</li> <li>每次到了间隔时间就回调通知，总时间结束后也要回调通知。</li> </ul> <p>根据这个需求，我们可以大致猜想一下如何实现：</p> <ul> <li>需要提供两个构造参数的构造方法，一个是总时间，一个是间隔时间。</li> <li>需要提供两个抽象方法供子类实现，一个是每次到了间隔时间的回调通知，另一个是总时间结束后的回调通知。</li> </ul> <p>有了这个思路，实现就很简单了，下面直接给出代码：</p> <pre> <code class="language-java">public abstract class Timer { private long mMillisInFuture; private long mCountdownInterval; private long mStopTimeInFuture; private Handler mHandler = new Handler() { @Override public void handleMessage(Message msg) { // 计算剩余时间 long millisLeft = mStopTimeInFuture - SystemClock.elapsedRealtime(); if (millisLeft <= 0) { // 如果剩余时间小于或等于 0， 则回调 onFinish() 方法。 onFinish(); } else if (millisLeft < mCountdownInterval) { // 当剩余时间小于一次间隔时间时，不回调 onTick() 方法，直接等到最后再发送 sendMessageDelayed(obtainMessage(), millisLeft); } else { // 回调 onTick() 方法，并在一次间隔时间后再次发送消息。 onTick(millisLeft); sendMessageDelayed(obtainMessage(), mCountdownInterval); } } }; public Timer(long millisInFuture, long countdownInterval) { mMillisInFuture = millisInFuture; mCountdownInterval = countdownInterval; } /** * 调用 start() 方法以启动倒计时 * @return */ public Timer start() { if (mMillisInFuture < 0) { onFinish(); return this; } // 获取倒计时完成的系统时间 mStopTimeInFuture = SystemClock.elapsedRealtime() + mMillisInFuture; // 发送第一个消息 mHandler.sendMessage(mHandler.obtainMessage()); return this; } /** * 每经过一次间隔时间就回调一次 onTick 方法 * @param millionLeft 剩余时间 */ abstract void onTick(long millionLeft); /** * 倒计时完成后，回调 onFinish() 方法 */ abstract void onFinish(); } </code></pre> <p>其实上面的代码是 Android 系统中 CountDownTimer 类的简化版， CountDownTimer 增加了线程安全机制并处理了一些特殊情况，有兴趣的朋友可以自行查阅。</p> <p> </p> <p>来自：http://wl9739.github.io/2016/10/31/Handler与异步消息处理/</p> <p> </p>