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重温Handler机制、原理

重温Handler机制、原理

作者: 浮游生物的幻想 | 来源:发表于2020-04-22 16:14 被阅读0次

    一、定义:

    一套Android消息传递机制

    二、作用:

    将工作线程中需要更新UI的操作信息传递到UI主线程,实现异步消息处理

    三、概念:

    Handler:

    定义:主线程与子线程的通信媒介,线程消息的主要处理者

    作用:添加消息(message)到消息队列(message queue)处理循环器Looper分派过来的消息

    Message:

    定义:Handler接收&处理消息的对象

    作用:存储需操作的通信信息

    Message Queue:

    定义:数据结构,先进先出

    作用:存储handler发送过来的消息(message)

    Looper:

    定义:消息队列与处理者的通信媒介

    作用:消息循环;①获取消息,②分发消息 ,取出消息队列(message queue)的消息分发给处理中handler

    注:每个线程只能拥有1个Looper,1个Looper可绑定多个线程的Handler,多线程可往一个Looper所持有的messagequeue发送消息,提供了线程通信的可能

    ThreadLocal:

    定义:线程内部的存储类

    作用:保证每一个线程读取的变量是对应的,互相独立的,确保每一个线程只能用有一个Looper

    注:阅读源码时你会发现有这个类

    四、原理:

    1、异步通信准备:

    UI线程:创建主线程\rightarrow 创建处理器对象(Looper)\rightarrow 创建消息队列(MessageQueue)\rightarrow 创建Handler对象(通过构造方法自动绑定Looper和MessageQueue)

    2、消息入队(子线程):

    子线程:发送消息对象到消息队列(MessageQueue)中

    3、消息循环(Looper):

    遍历消息队列,判断队列是否为空,不为空将队列中的消息取出,否则线程进入阻塞状态(我理解为睡眠状态,因为当有新的消息是会将线程唤醒)经过无限循环消息队列并分发给创建消息的Handler

    4、消息处理(Handler):

    接收消息,根据消息操作UI

    五、配合源码理解运行原理

    Handler机制有四大类Handler、Message、MessageQueue、Looper,逐步分析他的运行过程

    步骤一:创建Handler对象

    1-1

    点进handler查看源码发现,在创建Handler对象时,在构造方法内已经实现并绑定了当前线程的Looper对象和对应的消息队列,如下图1-2

    1-2

    从上述步骤中看出没有创建Looper会抛出异常,我们再来看Looper的创建,Looper方式创建有两种方式,先来说主线程创建方式:Looper.prepareMainLooper(),如图1-3,1-4

    1-3 1-4

    Android应用进程启动时,创建1个主线程ActivityThread,调用内部的main()方法,在main()方法内调用了Looper.prepareMainLooper()方法并创建了主线程,开启了线程循环,prepareMainLooper()方法内的myLooper是获取ThreadLocal内的Looper,我们再来看子线程的创造方法Looper.prepare(),如图1-4

    1-4

    创建Looper对象并且存放在了ThreadLocal(存储线程的)中这两个方法说明主线程的Looper不需要手动创建,main()里面已经创建了,而子线程需要调prepare()方法,再来看MessageQueue的创建,如图1-5

    1-5

    消息队列是在looper构造方法内创建的,所以说创建Handler时同时也绑定了Looper和MessageQueue 。上图1-3中main()方法内开启了线程循环,来看下他是如何运作的!!如图1-6

    1-6

    没有Looper会抛出的异常(翻译异常:没有Looper;没有在此线程上调用Looper.prepare())所以他第一步就是先获取ThreadLocal内存放的Looper实例,然后获取消息队列,通过next()方法取出消息,消息为空,这线程阻塞return,(源码注释的意思是没有消息指示消息队列正在退出)。取出消息后在通过msg.targe.dispatchMessage(msg),将消息进行分发,最后调用msg.recycleUnchecked();进行消息的回收检查利用,这里主要就是next()取消息和dispatchMessage(msg)分发消息,先分析下next()方法是如和取出消息的,如图1-7

    1-7

    next()方法内存在一个变量nextPollTimeoutMillis,没有消息是变量会被置为-1,通过nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);方法设置消息队列的状态-1是处于等待状态,如果有消息会循环将消息取出,直到队列内没有新的消息,取出消息后,将消息分发出去通过msg.targe也就是一个Handler(这里说他是Handler是因为在后面发送消息入队时将Handler赋值给了msg.targe,下面会介绍到),如图1-8

    1-8

    这个方法内存在两种分发方式,通过callback是否为空来判断选择哪种方式,通过复写handleMessage(msg)或复写run()方法。然后根据msg.what处理消息。

    总结:创建Handler对象的同时绑定Looper和MessageQueue,通过消息循环从队列中取出消息再分发消息

    步骤二:创建消息

    2-1

    实例化消息对象可以使用Message.obtain(),,也可以使用new关键字,点进去会发现二者的区别,如图2-2

    2-2

    如果消息存在就从消息池中取出来的,进行复用,避免了重新分配对象,如果没有消息的话,消息对象还是通过关键字new出来的,所以建议使用obtain()获取消息实例

    步骤三:发送消息

    我们要把消息发送到消息队列中,这样looper才能循环取出消息,再通过handler分发出去,进行处理,Handler发送消息入队的方式有两种方式,先看第一种sendMessage(msg)\rightarrow sendMessageDelayed(msg, 0)\rightarrow sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);,通过一步步调用直到sendMessageAtTime(),看内部操作,如图3-1

    3-1

    继续往下走,获取消息队列\rightarrow enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);如图3-2

    3-2

    this指Handler,因为这是在Handler里面,是Handler的方法,这里把Handler赋值给了msg.target,这也是之前在消息循环过程中通过msg.target.dispatchMessage(msg)分发消息时说它时一个Handler的原因,最后是入队操作,如图3-3

    3-3

    ①源码中的注释翻译过来就是,有新消息入队作为队头,若此时消息队列处于等待状态,则将消息唤醒,如果队列内有消息,则根据消息创建时间插入到队列中。②然后会进入到前面分析的消息循环中,next()取出再dispatchMessage(msg)分发消息,这里之前看到进行了一次消息分发的判断,因为这里使用的是sendMessage(msg)这种方式,所以会通过回调复写的handleMessage(msg)方法

    第二种分发消息的方式post(runnable)

    mHandler.post(object :Runnable{

                override fun run() {

                    //UI操作

                }

            })

    进去post内查看,如图3-4

    3-4

    内部有个getPostMessage(r)方法,继续点进去看,如图3-5

    3-5

    这里进行的操作就是创建消息对象,赋值给runnable然后回到之前的post()方法,继续往下走sendMessageDelayed(getPostMessage(r),0)\rightarrow sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);之后的步骤就和sendMessage(msg)发送消息入队的方式就一样了,最后到dispatchMessage(msg)方法内判断使用Runnable对象内的run()方法还是handleMessage(msg)方法。

    总结:大致流程就是创建Handler对象同时绑定了Looper和MessageQueue,Handler将消息发送到消息队列中,Looper循环将消息从MessageQueue消息队列中取出,再分发到主线程的Handler中通过dispatchMessage(msg)方式判断使用回调Runnable对象内的run()方法还是复写handleMessage(msg)方法进行消息处理。

    参考博客:跟着这位大佬一步一步看源码

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