Handler是我们常用的一种通信方式，可用于子线程更新UI
对于Handler我们需要知道的有以下四种对象
- Handler：用于分发消息
- MessageQueue：用于存储Message
- Message：通信的消息
- Looper：一个消息循环机制
一：Handler的基本使用
我们使用Handler的时候，一般是这么使用的（有多种使用方式，这里简单的举例）
// MainActivity.kt
val handler: Handler = Handler(
Handler.Callback {
when (it.what) {
1 -> {
// doSomething
}
else -> {}
}
true
}
)
// 在其他地方调用
val obtain = Message.obtain()
obtain.what = 1
handler.sendMessage(obtain)
先新建一个Handler，并声明回调，在回调中根据传递的数据做不同的动作，之后在任何一个地方都可以使用handler对象的sendMessage()方法，发送数据，数据会在之前声明的回调中接收到
二：源码分析
为什么我们的Handler可以这么使用呢？
对于这个问题，我觉得我们学习Android的有必要知道一下，起码以后面试可能也有用处。
我们可以一步一步来分析
首先我们使用Handler就必须创建一个Handler，我们查看Handler的构造函数
// Handler.java
// 本例用的即此构造函数
public Handler(Callback callback) {
this(callback, false);
}
public Handler(Callback callback, boolean async) {
...
mLooper = Looper.myLooper(); // 1
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread " + Thread.currentThread()
+ " that has not called Looper.prepare()");
}
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}
此时我们可以看到1位置上Looper.myLooper()这是去获取Looper对象，Looper是一个循环机制，可以不断的从队列中拿到消息进行发送，我们来看下这个对象是怎么获取到的
// Looper.java
public static @Nullable Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}
看到这里，可能大家会疑惑这sThreadLocal是什么鬼，其实这是一个ThreadLocal对象，我们可以简单理解下，就是它可以让我们每个线程都有一个属于自己的局部变量，隶属于线程，在当前线程中使用sThreadLocal.get()都可以拿到线程中唯一的局部变量，可能介绍的不是那么容易懂，其实它的源码也很简单，有兴趣的大家可以去看看，绝对让你一下子就能理解的。
注意：使用
Looper也是有规定的，需要先调用Looper.prepare()，然后才能调用Looper.loop()，为什么？请看下面的解释
一般我们使用Looper，我们如果想要让子线程一直运行，并随时在子线程中处理数据
则可以这么做
Thread {
Looper.prepare()
mThreadHandler = Handler(Looper.myLooper()) {
// 处理数据
true
}
Looper.loop()
}.start()
如果我们不使用Looper.prepare()，继而使用Looper.loop()则程序会报错
// Looper.java
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
...
}
那么问题来了，我们的Handler是在主线程实现的，既然能一直接收消息，证明主线程是有Looper存在，并且执行了Looper.prepare()与Looper.loop()，不然程序就会奔溃，那么这玩意到底是怎么在哪里创建出来的呢？
答案是在ActivityThread类的main函数创建出来的
// ActivityThread.java
public static void main(String[] args) {
...
Looper.prepareMainLooper(); // 1
...
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false, startSeq);
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}
if (false) {
Looper.myLooper().setMessageLogging(new
LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
}
// End of event ActivityThreadMain.
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
Looper.loop(); // 2
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}
可以看到这里的1和2分别调用了我们想要看到的Looper.prepare()与Looper.loop()，至于这个ActivityThread是什么，我们现在只需要知道它就是一个手机中每个应用的入口，正如我们运行Java程序时需要调用main()入口函数一样，这个类中也提供了一个main()函数，就是应用的入口函数，在这个入口函数中，就创建了我们需要的主线程Looper对象，所以我们直接在主线程实例化Handler对象就是使用的这个Looper对象，并可以一直接收消息
既然Looper循环有了，Handler就能一直接收消息了。
接下来我们从发送数据开始看起
val obtain = Message.obtain()
obtain.what = 1
handler.sendMessage(obtain)
以上就是创建一个Message然后发送出去，我们可能也常用handler.post(Runnable r)，其实查看源码可以得知不管是用哪一种方式去发送数据，最后调用到Handler对象的一个方法
// Handler.java
public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue == null) {
RuntimeException e = new RuntimeException(
this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
return false;
}
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this; // 1
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
可以看到1这里需要发送的msg的target指定了这个Handler(这里要记住)，然后再用这个queue发送一个数据出去
那么这里又疑惑了，这个queue又是哪里来的，也就是Handler的mQueue对象从哪里来，其实上面的代码就已经提示了，在Handler的初始化构造函数里面就有
// Handler.java
mQueue = mLooper.mQueue;
这时候我们可以理一下就是，Looper一直循环，Looper里面有一个消息队列MessageQueue，发送数据都是通过这个Looper里面的一个对象mQueue发送的
接下来我们看这个消息队列是怎么发数据的，通过queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);我们去看下MessageQueue类里面的enqueueMessage方法
// MessageQueue.java
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
...
synchronized (this) {
if (mQuitting) {
IllegalStateException e = new IllegalStateException(msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
msg.recycle();
return false;
}
msg.markInUse();
msg.when = when;
// 1，先获取当前准备要发送的消息
Message p = mMessages;
boolean needWake;
// 2，如果当前要准备的消息是空的，或者我们设置的时间是0
// 意思就是此时消息队列里面是空的，或者我们设置的时间小于这个当前准备发送的消息
// 则交换下顺序，把发送的消息和当前准备发送的消息调换一下顺序，即先发我们要发送的消息
if (p == null || when == 0 || when < p.when) { // 2
// New head, wake up the event queue if blocked.
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
// Inserted within the middle of the queue. Usually we don't have to wake
// up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
// and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
// 3，如果不能插入到当前准备发送的消息前面，则往后面依次进行排序，根据这个when时间
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;
}
代码中标明了注释，仔细品品就知道这个queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);，与其说是发送数据，更确切的应该说是对消息根据时间进行排序
那么我们真正的发送消息是在哪里呢？
我们知道Looper是一个可以带有循环机制的东西，Looper.loop即开始进行循环，我们可以看下这里面的代码，这个方法里面有很长代码，大家要挑重点看
// Looper.java
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;
...
// 1，此时一直循环从队列中获取消息
for (;;) {
// 2，获取消息
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
...
try {
// 3，开始分发消息，此时的target即Handler
msg.target.dispatchMessage(msg);
dispatchEnd = needEndTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
} finally {
if (traceTag != 0) {
Trace.traceEnd(traceTag);
}
}
...
}
}
我们看代码注释2这个地方，调用queue.next，取出一个消息，然后注释3这块就是使用调用消息里面的target对象，由前面的代码分析可以知道这个target就是发送消息的handler，此时就把消息分发出去了，接下来我们可以查看下这个MessageQueue的next方法，和Handler的dispatchMessage方法
MessageQueue的next方法
// MessageQueue.java
Message next() {
...
for (;;) {
if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
Binder.flushPendingCommands();
}
// 1，nativePollOnce 方法用于“等待”, 直到下一条消息可用为止，当没有消息的时候会阻塞住
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
// Try to retrieve the next message. Return if found.
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
// 一般的，我们的msg.target是不会为空的，所以可以略过这条判断
if (msg != null && msg.target == null) {
// Stalled by a barrier. Find the next asynchronous message in the queue.
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
// 2，开始取消息
if (msg != null) {
// 情况一：还没到消息需要发送的时间，则等待这个间隔时间
if (now < msg.when) {
// Next message is not ready. Set a timeout to wake up when it is ready.
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
}
// 情况二：到了发送的时间了，则把下一个需要发送的消息赋值给mMessage
// 并返回这个时候需要发送的消息
else {
// Got a message.
mBlocked = false;
if (prevMsg != null) {
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null;
if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
msg.markInUse();
// 返回需要发送的消息
return msg;
}
} else {
// No more messages.
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
// Process the quit message now that all pending messages have been handled.
if (mQuitting) {
dispose();
return null;
}
...
}
}
}
这个方法注释写了很清楚，总的来说就是没有消息则阻塞等待，有消息的就取出消息
Handler的dispatchMessage方法
// Handler.java
public void dispatchMessage(Message msg) {
// 一般我们还可以使用Handler.post(Runnable r)方法发送消息
// 这个时候的msg.callback 就是这个 r
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
这个方法就简单了，如果我们设置了回调，则会回调出去，具体执行什么方法要看你怎么发送这个消息。
上面我们举的例子是这样发的
val obtain = Message.obtain()
obtain.what = 1
handler.sendMessage(obtain)
如果使用上面的这个handler.sendMessage(Message msg)则会传消息给我们初始化的时候的回调函数
val handler: Handler = Handler(
Handler.Callback {
when (it.what) {
1 -> {
// doSomething
}
else -> {}
}
true
}
)
还有另外一种发送消息的方法，就是使用post(Runnable r)发送
handler?.post {
object : Runnable {
override fun run() {
}
}
}
我们可以看下这个post方法
public final boolean post(Runnable r){
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();
m.callback = r;
return m;
}
可以看到这里有个赋值，m.callback = r，所以我们post发送数据后对应的就是运行这个r
public void dispatchMessage(Message msg) {
// 一般我们还可以使用Handler.post(Runnable r)方法发送消息
// 这个时候的msg.callback 就是这个 r
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
...
}
}
private static void handleCallback(Message message) {
message.callback.run();
}
直接运行r的run方法
解决了上面两种数据接收方式，还剩下一个handleMessage(msg)
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
...
handleMessage(msg);
}
}
这个用于我们创建一个类，继承自Handler
class Myhandler : Handler() {
override fun handleMessage(msg: Message?) {
}
}
这个时候使用如下方式发送消息，则会在上面重写的方法handleMessage中接收到消息
val obtain = Message.obtain()
obtain.what = 1
myHandler.sendMessage(obtain)
分析到这，基本算是把Handler机制给理清了，看下来可能有点吃力，不过如果大家自己跟着源码一步一步走下去，自己也是可以理解清楚的
总结
Handler机制：
1，Looper消息循环机制 创建
使用Looper.prepare()，创建一个Looper实例，并保存在Looper的一个静态变量sThreadLocal中，然后用Looper.loop()开启消息循环，此时创建的Handler可以传指定的Looper实例进去，如果是主线程的创建的Handler，则已经有Looper实例了，此时就不需要创建Looper实例
2，Handler发送消息
使用Handler.sendMessage(Message msg)，或者Handler.post(Runnable r)发送消息，此时会调用Handler的enqueueMessage()，里面调用了MessageQueue的enqueueMessage，此时就把消息根据发送时间进行了排序
3，Looper.loop() 循环，检测消息并发送
真实的发送放在了Looper.loop()方法里面，此时会调用Message.next()方法，获取一个消息，如果没有消息，next()方法则会阻塞等待，释放CPU，一旦有消息，则会唤醒，并在Looper.loop()方法里面进行消息的发送，然后消息发送又调用了Handler.dispatchMessage()方法，此时我们就可以接收到消息了
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