Handler是Android消息机制的上层接口，Android消息机制主要是指Handler的运行机制，Handler需要底层MessageQueue和Looper的支撑。本文以实例+源码解读的方式解释相关概念。
线程基础知识
- 在java中，提供了Thread类用于快速创建线程，new Thread().start();就会使线程处于就绪状态，等待后去CPU时间片，执行run方法；
- 如果没有创建新线程，程序默认运行的线程称为主线程，Android中也叫作UI线程；
- Java语言可以使用Thread.currentThread()获取当前线程；
- 一般情况下，一段代码，在A线程中执行，就属于A线程，在B线程中执行，就属于B线程。跟该段代码“声明”在哪个线程并没有关系。如果不是这样的话，在主线程实现一个接口及对象，在子线程调用该对象的方法就能切换线程了，那也就没必要搞复杂的Handler机制了。
- 那Handler是如何做到线程切换的呢？
Handler的简介与使用
-
Handler本身就是方便开发者在Android中切换线程的，尤其是在子线程处理复杂任务，然后将结果通知UI线程，处理UI显示。
-
在某个线程（简称A线程）创建Handler对象（简称myHandler），则myHandler就与当前线程的Looper和MessageQueue产生了联系，使用该myHandler的sendMessage方法发送的消息就会进入该消息队列。所以常说，“在哪个线程创建Handler对象，其就属于哪个线程”
-
正因为Looper、handler是相关联的，在一个线程创建Handler对象时，必须先调用Looper.prepare()，否则会抛出异常;
-
Looper会不断轮询消息队列，可以认为这个过程是无限循环的或者说是阻塞的，这保证了当前线程是保活的；
-
线程间是可以共享同一进程资源的，即在B线程也可以持有myHandler，并调用其sendMessage等方法，就将消息放入了A线程的消息队列中，从而达到切换线程的目的。
-
使用举例：
public static Handler mianHandler;//主线程Handler
public static Handler thradHandler;//子线程Handler
/**
* 测试Handler，该方法运行在主线程中
*/
public void testThread() {
mianHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
Log.e(" Ronnie", Thread.currentThread().getName() + "---" + msg.what);
thradHandler.sendEmptyMessage(2);
}
};
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
thradHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
Log.e("Ronnie", Thread.currentThread().getName()+ "---" + msg.what);
}
};
mianHandler.sendEmptyMessage(1);
Looper.loop();
//这里写代码也不会得到执行，因为loop是一个死循环
}
}, "Thread2").start();
}
- 输出结果：
10-11 08:29:18.657 10703-10703/com.Ronnie.testproject E/Ronnie: main---1
10-11 08:29:18.657 10703-10723/com.Ronnie.testproject E/Ronnie: Thread2---2
- 上述代码实现了主线程和子线程相互通信；
源码分析
Looper.prepare()
- 该方法主要做了两件事：
-
new Looper对象：构造函数中会创建消息队列（MessageQueue），并将此消息队列作为Looper成员变量；
消息队列：一个线程可能需要执行多个任务，这些任务就会放在一个队列中排队顺序执行。说是队列，其实MessageQueue内部实现是单链表，便于（尾部）插入和（头部）删除。插入消息的方法为enqueueMessage，删除（取出）消息的方法为next；
-
将上述Looper对象添加到ThreadLocal中(sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));)：以便容易获取当前线程对应的Looper对象。
- ThreadLocal实现了不同线程的数据隔离，如何做到的呢？这里对ThreadLocal做一个简介，ThreadLocal类定义：public class ThreadLocal<T>{}
- ThreadLocal的set和get方法：
public void set(T value) { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) map.set(this, value); else createMap(t, value); } //其中的getMap方法 ThreadLocalMap getMap(Thread t) { return t.threadLocals; } //其中的createMap方法 void createMap(Thread t, T firstValue) { t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue); } public T get() { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) { ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); if (e != null) return (T)e.value; } return setInitialValue(); }- 原理其实就一目了然了，Thread类中有一个成员变量ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;如论是set还是get，都获取当前线程的threadLocals变量，不同线程的threadLocals肯定也不一样，从而实现不同线程数据隔离；
- 还有一点是，Thread中的该map结构，key为当前ThreadLocal对象，也很好理解，是为了保证不同的ThreadLocal对应的数据也不一样；
-
new Handler()
- 创建Handler，主要是初始化Handler两个重要的成员变量：mLooper和mQueue。mLooper的值为当前线程对应的Looper对象（还记得上面说的ThreadLocal，就是从这个“Map”中取出当前线程对应的Looper），mQueue就等于Looper对象中的消息队列。
- 注意，构造方法中获取当前线程对应的Looper时，如果判断Looper为空，则会抛出异常，这就是为什么（在子线程中）创建Handler对象前必须调用Looper.prepare的原因。
这里我们先做一个小结，经过上述步骤，已经完成了：a.创建消息队列、创建线程对应的Looper、创建Handler，并达到了消息队列与Looper关联、消息队列与Handler关联、Handler与Looper关联。
Looper.loop()
- 该方法主要是遍历消息队列，一直执行next方法，如果next不为空，就把消息拿出来交给Handler处理，如果为空，next是一个阻塞就会一直阻塞在这里，直到下一个任务添加进去。
- 这一步很重要，他保证了线程是“活着的”，不至于因为逻辑执行完而把线程销毁，从而其他线程可以通过共享变量的方法向该线程消息队列放入新消息，为Handler实现线程间通信提供了理论基础。
- 消息是如何交给Handler处理的呢：msg.target.dispatchMessage(msg);即调用Messge成员变量target的dispatchMessage方法，而msg.target就是对应的Handler对象，这一步是在下面即将讲到的***赋值的；
- 经过上述步骤，不仅Handler、Looper、MessageQueue建立好了关联，整个消息队列也可以循环了，下一步就是往消息队列中添加任务了。
Handler.sendMessage(Message msg)
- 发送消息的核心目的是向当前线程的消息队列中插入新的消息，因为Handler持有当前消息队列的引用（mQueue），很自然的使用上面已经提到过的MessageQueue的enqueueMessage方法即可将消息放入到消息队列中；
- 另外一件事就是让要发送的Message与Handler绑定，即msg.target = this;从而，正如我们上面说过的，当Looper轮询并从消息队列取出消息后，会调用msg.target.dispatchMessage(msg);，从而将消息递交给Handler处理，进而进入重写的handleMessage(Message msg)方法，也就是说，Looper并不关心Message会被哪个Handler处理，因为Message已经与对应的Handler绑定，只要调用msg.target的方法即可；
总结：
- 一个线程与Looper是一对一的关系，但是一个Looper可以对应多个Handler。
- 消息队列存在的原因很简单，就是同一个线程在同一时间只能处理一个消息（任务），所以有多个任务的时候只能在队列中排队。
- 其实Handler机制的实现原理很简单, 就是通过共享变量来实现的。 在Handler机制中充当共享变量角色的就是MessageQueue对象.发送消息的一方会将Message保存到MessageQueue中, 接收消息的一方会一直轮询MessageQueue是否有可以处理的消息，这样既能及时处理新消息，又能让线程保活。最后通过 synchronize关键字来处理线程并发问题.
网友评论