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2024-11(2)

Android——Handler详解

发布于2021-05-29 20:21     阅读(609)     评论(0)     点赞(30)     收藏(4)


1. 简介

Handler是一套 Android 消息传递机制

可以说只要有异步线程与主线程通信的地方就一定会有 Handler。

在多线程的应用场景中,将工作线程中需更新UI的操作信息 传递到 UI主线程,从而实现 工作线程对UI的更新处理,最终实现异步消息的处理
在这里插入图片描述
使用Handler消息传递机制主要是为了多个线程并发更新UI的同时,保证线程安全
在这里插入图片描述

2. 相关概念解释

Handler、Message、Message Queue、Looper
在这里插入图片描述
Android消息机制:
在这里插入图片描述

  • 以Handler的sendMessage方法为例,当发送一个消息后,会将此消息加入消息队列MessageQueue中。
  • Looper负责去遍历消息队列并且将队列中的消息分发给对应的Handler进行处理。
  • 在Handler的handleMessage方法中处理该消息,这就完成了一个消息的发送和处理过程。

Handler示意图:
在这里插入图片描述
消息机制的模型:

  • Message:需要传递的消息,可以传递数据;
  • MessageQueue:消息队列,但是它的内部实现并不是用的队列,实际上是通过一个单链表的数据结构来维护消息列表,因为单链表在插入和删除上比较有优势。主要功能向消息池投递消息(MessageQueue.enqueueMessage)和取走消息池的消息(MessageQueue.next);
  • Handler:消息辅助类,主要功能向消息池发送各种消息事件(Handler.sendMessage)和处理相应消息事件(Handler.handleMessage);
  • Looper:不断循环执行(Looper.loop),从MessageQueue中读取消息,按分发机制将消息分发给目标处理者。

消息机制的架构

  • 在子线程执行完耗时操作,当Handler发送消息时,将会调用 MessageQueue.enqueueMessage ,向消息队列中添加消息。
  • 当通过 Looper.loop 开启循环后,会不断地从线程池中读取消息,即调用 MessageQueue.next
  • 然后调用目标Handler(即发送该消息的Handler)的 dispatchMessage 方法传递消息,然后返回到Handler所在线程,目标Handler收到消息,调用 handleMessage 方法,接收消息,处理消息。

3. Handler 的基本使用

3.1 创建 Handler

Handler 允许我们发送延时消息,如果在延时期间用户关闭了 Activity,那么该 Activity 会泄露。

这个泄露是因为 Message 会持有 Handler,而又因为 Java 的特性,内部类会持有外部类,使得 Activity 会被 Handler 持有,这样最终就导致 Activity 泄露。

解决方案:将 Handler 定义成静态的内部类,在内部持有 Activity 的弱引用,并及时移除所有消息。

public class HandlerActivity extends AppCompatActivity {

    private Button bt_handler_send;

    private static class MyHandler extends Handler {

        //弱引用持有HandlerActivity , GC 回收时会被回收掉
        private WeakReference<HandlerActivity> weakReference;

        public MyHandler(HandlerActivity activity) {
            this.weakReference = new WeakReference(activity);
        }

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            HandlerActivity activity = weakReference.get();
            super.handleMessage(msg);
            if (null != activity) {
                //执行业务逻辑
                Toast.makeText(activity,"handleMessage",Toast.LENGTH_SHORT).show();
            }
        }
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.HandlerActivity);

        //创建 Handler
        final MyHandler handler = new MyHandler(this);

        bt_handler_send = findViewById(R.id.bt_handler_send);
        bt_handler_send.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                new Thread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        //使用 handler 发送空消息
                        handler.sendEmptyMessage(0);

                    }
                }).start();
            }
        });
    }
    
    @Override
    protected void onDestroy() {
        //移除所有回调及消息
        myHandler.removeCallbacksAndMessages(null);
        super.onDestroy();
    }
}

3.2 Message 获取

获取 Message 大概有如下几种方式:

Message message = myHandler.obtainMessage(); 		   //通过 Handler 实例获取
Message message1 = Message.obtain();   			      //通过 Message 获取
Message message2 = new Message();      				 //直接创建新的 Message 实例

通过查看源码可知,Handler 的 obtainMessage() 方法也是调用了 Message 的 obtain() 方法

public final Message obtainMessage()
{
    return Message.obtain(this);
}

通过查看 Message 的 obtain 方法

public static Message obtain(Handler h) {
        //调用下面的方法获取 Message
        Message m = obtain();
        //将当前 Handler 指定给 message 的 target ,用来区分是哪个 Handler 的消息
        m.target = h;

        return m;
    }
    
//从消息池中拿取 Message,如果有则返回,否则创建新的 Message
public static Message obtain() {
        synchronized (sPoolSync) {
            if (sPool != null) {
                Message m = sPool;
                sPool = m.next;
                m.next = null;
                m.flags = 0; // clear in-use flag
                sPoolSize--;
                return m;
            }
        }
        return new Message();
    }

为了节省开销,我们在使用的时候尽量复用 Message,使用前两种方式进行创建。

3.3 Handler 发送消息

Handler 提供了一些列的方法让我们来发送消息,如 send()系列 post()系列 。

不过不管我们调用什么方法,最终都会走到 MessageQueue.enqueueMessage(Message,long) 方法。
以 sendEmptyMessage(int) 方法为例:

//Handler
sendEmptyMessage(int)
  -> sendEmptyMessageDelayed(int,int)
    -> sendMessageAtTime(Message,long)
      -> enqueueMessage(MessageQueue,Message,long)
  			-> queue.enqueueMessage(Message, long);

从中可以发现 MessageQueue 这个消息队列,负责消息的入队,出队。

4. Handler机制原理

Handler是Android消息机制的上层接口。Handler的使用过程很简单,通过它可以轻松地将一个任务切换到Handler所在的线程中去执行。通常情况下,Handler的使用场景就是更新UI

如下就是使用消息机制的一个简单实例:

public class Activity extends android.app.Activity {
	private Handler mHandler = new Handler(){
		@Override
		public void handleMessage(Message msg) {
			super.handleMessage(msg);
			System.out.println(msg.what);
		}
	};
	@Override
	public void onCreate(Bundle savedInstanceState, PersistableBundle persistentState) {
		super.onCreate(savedInstanceState, persistentState);
		setContentView(R.layout.activity_main);
		new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				...............耗时操作
				Message message = Message.obtain();
				message.what = 1;
				mHandler.sendMessage(message);
			}
		}).start();
	}
}

再举个例子:怎么从主线程发送消息到子线程?(虽然这种应用场景很少)

Thread thread = new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                //初始化Looper,一定要写在Handler初始化之前
                Looper.prepare();
                //在子线程内部初始化handler即可,发送消息的代码可在主线程任意地方发送
                handler=new Handler(){
                    @Override
                    public void handleMessage(Message msg) {
                        super.handleMessage(msg);
                      //所有的事情处理完成后要退出looper,即终止Looper循环
                        //这两个方法都可以,有关这两个方法的区别自行寻找答案
                        handler.getLooper().quit();
                        handler.getLooper().quitSafely();
                    }
                };
              
                //启动Looper循环,否则Handler无法收到消息
                Looper.loop();
            }
        };
        thread.start();
    //在主线程中发送消息
    handler.sendMessage();

先来解释一下第一行代码Looper.prepare();,先看看Handler构造方法

//空参的构造方法,这个方法调用了两个参数的构造方法
  public Handler() {
        this(null, false);
    }

//两个参数的构造方法
public Handler(Callback callback, boolean async) {
        mLooper = Looper.myLooper();
        if (mLooper == null) {
            throw new RuntimeException(
                "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
        }
        mQueue = mLooper.mQueue;
        mCallback = callback;
        mAsynchronous = async;
    }
  • Handler的构造方法中会验证Looper,如果Looper为空,那么会抛出空指针异常
  • Handler在构造方法中还做了一件事,将自己的一个全局消息队列对象(mQueue)指向了Looper中的消息队列,即构造方法中的这行代码mQueue = mLooper.mQueue;

第二行代码初始化了Hanlder并且重写HandleMessage()方法,没啥好讲的。

然后调用了Looper.loop()方法,后面会解释。

我们先来看看最后一行代码handler.sendMessage(message) 的主要作用:

先看看这行代码之后的代码执行流程:
在这里插入图片描述
sendMessage()之后代码通过图中所示的几个方法,最终执行到了MessageQueue的enqueueMessage()方法,我们来就看看它:

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
        if (msg.target == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
        }
        synchronized (this) {
            msg.markInUse();
            msg.when = when;
            Message p = mMessages;
            boolean needWake;
            if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
                // New head, wake up the event queue if blocked.
                msg.next = p;
                mMessages = msg;
                needWake = mBlocked;
            } else {
                needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
                Message prev;
                for (;;) {
                    prev = p;
                    p = p.next;
                    if (p == null || when < p.when) {
                        break;
                    }
                    if (needWake && p.isAsynchronous()) {
                        needWake = false;
                    }
                }
                msg.next = p; // invariant: p == prev.next
                prev.next = msg;
            }
            // We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
            if (needWake) {
                nativeWake(mPtr);
            }
        }
        return true;
    }
  • MessageQueue是一个单向列表结构,而MessageQueue 的 enqueueMessage()方法主要做的事情就是将 Handler发送过来的 Message插入到列表中。
  • 调用handler.senMessage()方法的时候,最终的结果只是将这个消息插入到了消息队列中

发送消息的工作已经完成,那么Looper是什么时候取的消息,来看看:

public static void loop() {
        for (;;) {
            Message msg = queue.next(); // might block
            if (msg == null) {
                // No message indicates that the message queue is quitting.
                return;
            }
            try {
                msg.target.dispatchMessage(msg);
            } 
        }
    }
  • 这是一个死循环
  • 这个循环的目的是从MessageQueue中取出消息
  • 取消息的方法是MessageQueue.next()方法
  • 取出消息后调用message.target对象的dispatchMessage()方法分发消息
  • 循环跳出的条件是MessageQueue.next()方法返回了null

看到这里我们应该自然会想到,message.target.是哪个对象?dispatchMessage有什么作用?

public final class Message implements Parcelable {
 /*package*/ int flags;

    /*package*/ long when;

    /*package*/ Bundle data;

    /*package*/ Handler target;

    /*package*/ Runnable callback;

    // sometimes we store linked lists of these things
    /*package*/ Message next;
}
  • 在Looper从MessageQueue中取出Message之后,调用了Handler的dispatchMessage()方法
    这里我们不禁要问,这个target指向了哪个Handler,再来看看之前的enqueueMessage
//Handler的方法
 private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
        msg.target = this;
        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
    }
  • 第一行代码就是,将message的target属性赋值为发送message的handler自身
  • Looper取出消息后,调用了发送消息的Handler的dispatchMessage()方法,并且将message本身作为参数传了回去。到此时,代码的执行逻辑又回到了Handler中。

接着看handler的dispatchMessage()方法

/**
    *handler的方法
     * Handle system messages here.
     */
    public void dispatchMessage(Message msg) {
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }
            handleMessage(msg);
        }
    }

看到这里面一个我们非常熟悉到方法了没有?—handleMessage()方法,也是我们处理消息时候的逻辑。

最后再来一个系统的工作示意图:
在这里插入图片描述

5. Handler用法(android与java区别)

5.1 刷新UI界面

使用java:

new Thread( new Runnable() {     
    public void run() {     
         myView.invalidate();    
     }            
}).start();

可以实现功能,刷新UI界面。但是这样是不行的,因为它违背了单线程模型:Android UI操作并不是线程安全的并且这些操作必须在UI线程中执行。

Thread+Handler
Handler来根据接收的消息,处理UI更新。Thread线程发出Handler消息,通知更新UI。

Handler myHandler = new Handler() {  
          public void handleMessage(Message msg) {   
               switch (msg.what) {   
                    case TestHandler.GUIUPDATEIDENTIFIER:   
                         myBounceView.invalidate();  
                         break;   
               }   
               super.handleMessage(msg);   
          }   
     }; 
class myThread implements Runnable {   
          public void run() {  
               while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {    
                       
                    Message message = new Message();   
                    message.what = TestHandler.GUIUPDATEIDENTIFIER;   
                      
                    TestHandler.this.myHandler.sendMessage(message);   
                    try {   
                         Thread.sleep(100);    
                    } catch (InterruptedException e) {   
                         Thread.currentThread().interrupt();   
                    }   
               }   
          }   
     }   

5.2 定时器(延时操作)

使用java:
使用Java上自带的TimerTask类,TimerTask相对于Thread来说对于资源消耗的更低,引入import java.util.Timer; 和 import java.util.TimerTask;

public class JavaTimer extends Activity {  
  
    Timer timer = new Timer();  
    TimerTask task = new TimerTask(){   
        public void run() {  
            setTitle("hear me?");  
        }            
    };  

    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
        super.onCreate(savedInstanceState);  
        setContentView(R.layout.main);  
       
         timer.schedule(task, 10000);   // 延迟delay毫秒后,执行一次task。

    }  
}

TimerTask + Handler

public class TestTimer extends Activity {  
  
    Timer timer = new Timer();  
    Handler handler = new Handler(){   
        public void handleMessage(Message msg) {  
            switch (msg.what) {      
            case 1:      
                setTitle("hear me?");  
                break;      
            }      
            super.handleMessage(msg);  
        }  
          
    };  

    TimerTask task = new TimerTask(){    
        public void run() {  
            Message message = new Message();      
            message.what = 1;      
            handler.sendMessage(message);    
        }            
    };  

    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
        super.onCreate(savedInstanceState);  
        setContentView(R.layout.main);  
    
        timer.schedule(task, 10000);   // 延迟delay毫秒后,执行一次task。
    }  
}  

5.3 定时更新 UI

Runnable + Handler.postDelayed(runnable,time)

   private Handler handler = new Handler();  
  
    private Runnable myRunnable= new Runnable() {    
        public void run() {  
            if (run) {  
                handler.postDelayed(this, 1000);  
                count++;  
            }  
            tvCounter.setText("Count: " + count);  

        }  
    }; 

然后在其他地方调用

handler.post(myRunnable);
handler.post(myRunnable,time);

5.4 Handler实现延迟执行

Handler延迟2s执行一个runnable

Handler handler=new Handler();
Runnable runnable=new Runnable() {
 @Override
	public void run() {
		// TODO Auto-generated method stub
		if(xsLayout.getVisibility()==View.VISIBLE){
			xsLayout.setVisibility(View.GONE);
		}
	}
};
handler.postDelayed(runnable, 2000);

在runnable被执行之前取消这个定时任务

handler.removeCallbacks(runnable);

6. 总结

Handler 的背后有着 Looper 以及 MessageQueue 的协助,三者通力合作,分工明确。

  • Looper :负责关联线程以及消息的分发在该线程下从 MessageQueue 获取 Message,分发给Handler ;
  • MessageQueue :是个队列,负责消息的存储与管理,负责管理由 Handler 发送过来的Message;
  • Handler : 负责发送并处理消息,面向开发者,提供 API,并隐藏背后实现的细节。

Handler 发送的消息由 MessageQueue 存储管理,并由 Loopler 负责回调消息到 handleMessage()。

线程的转换由 Looper 完成,handleMessage() 所在线程由 Looper.loop() 调用者所在线程决

原文链接:https://blog.csdn.net/ly0724ok/article/details/117324053



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作者:我是一个射手

链接:http://www.javaheidong.com/blog/article/207207/fa629c2130f448a1e512/

来源:java黑洞网

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