Android Handler、Looper消息传递机制(1)

作者: PaperKite | 来源:发表于2018-01-24 16:15 被阅读0次

    1.为什么要了解学习Handler?

    1.为了以后面试做准备:国内一些大厂或者专业的互联网技术型公司,在面试的时候都会或多或少提到Android的消息传递机制,如果你能深入了解并掌握这一方面的知识,会让面试官对你的印象提升数倍。
    2.为了完成从初级开发到中高级开发的转变:初级开发就是会简单调用代码,想更进一步,你就要理解你调用的代码底层是怎么实现的,现在越来越多的框架极大的方便了我们的编程,但是我们不能仅仅知其然,更要知其所以然。很多优秀的框架都少不了对Handler的调用,这时你如果掌握了handler的原理,会极大的帮助你理解那些复杂难懂的框架。
    3.为了更好的调试程序:我们看日志的时候经常会出现很多关于Handler这个类的各种调用,如果你理解了这个机制,你会个更好的找到错误点并结局它们。

    2.为什么要引入Handler消息传递机制?

    在Android开发中,子线程没有办法对UI界面上的内容进行操作,如果操作,将抛出异常:CalledFromWrongThreadException
    那么我们为了实现子线程中操作UI界面,Goodle在Android引入了Handler消息传递机制,目的是打破对主线程操作UI的依赖性。

    3.什么是Handler?

    handler通俗一点讲就是用来在各个线程之间发送数据的处理对象。在任何线程中,只要获得了另一个线程的handler,则可以通过 handler.sendMessage(message)方法向那个线程发送数据。基于这个机制,我们在处理多线程的时候可以新建一个thread,这个thread拥有UI线程中的一个handler。当thread处理完一些耗时的操作后通过传递过来的handler向UI线程发送数据,由UI线程去更新界面。

    4.常用类

    4.1简单介绍:
    1. Message:消息,被传递和处理的数据。其中包含了消息ID,消息处理对象以及处理的数据等,由MessageQueue统一列队,终由Handler处理
    2. Handler:处理者,负责Message的发送及处理。使用Handler时,需要实现handleMessage(Message msg)方法来对特定的Message进行处理,例如更新UI等。Handler类的主要作用:(有两个主要作用)1)、在工作线程中发送消息;2)、在主线程中获取、并处理消息
    3. MessageQueue:消息队列,本质是一个数据结构,用来存放Handler发送过来的消息,并按照FIFO(First Input First Outputl,先入先出队列)规则执行。当然,存放Message并非实际意义的保存,而是将Message串联起来,等待Looper的抽取。
    4. Looper:消息泵或循环器,不断从MessageQueue中抽取Message。因此,一个MessageQueue需要一个Looper。
    5. Thread:线程,负责调度整个消息循环,即消息循环的执行场所。
    4.2Handler、Looper、Message、MessageQueue之间的关系:
    image.png

    1.** Looper和MessageQueue一一对应,创建一个Looper的同时,会创建一个MessageQueue**;

    1. 而Handler与它们的关系,只是简单的聚集关系,即Handler里会引用当前线程里的特定Looper和MessageQueue;
    2. 在一个线程中,只能有一个Looper和MessageQueue,但是可以有多个Handler,而且这些Handler可以共享一个Looper和MessageQueue;
    3. Message被存放在 MessageQueue中,一个 MessageQueue中可以包含多个Message对象。
      【注意:】
      Looper对象用来为一个线程开启一个消息循环,从而操作MessageQueue;
      默认情况下,Android创建的线程没有开启消息循环Looper,但是主线程例外。
      系统自动为主线程创建Looper对象,开启消息循环;
      所以主线程中使用new来创建Handler对象。而子线程中不能直接new来创建Handler对象就会异常。
      子线程中创建Handler对象,步骤如下:
    Looper.prepare();
    Handler handler = new Handler() {
        //handlemessage(){}
    }
    Looper.loop();
    
    4.3Handler类中常用方法:
    1. handleMessage() 用在主线程中,构造Handler对象时,重写handleMessage()方法。该方法根据工作线程返回的消息标识,来分别执行不同的操作。
    2. sendEmptyMessage() 用在工作线程中,发送空消息。
    3. sendMessage() 用在工作线程中,立即发送消息。
    4.4Message消息类中常用属性:
    1. arg1 用来存放整型数据
    2. arg2 用来存放整型数据
    3. obj 用来存放Object数据
    4. what 用于指定用户自定义的消息代码,这样便于主线程接收后,根据消息代码不同而执行不同的相应操作。
      示例代码(1)简单的加载网络图片:
     private TextView text_main_info;
        private ProgressDialog pDialog;
        private ImageView image_main;
        private Handler handler = null;
        public static final String urlString = "https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1517382140&di=f11ad1bb20b04cfb4ebc96d337d0ff21&imgtype=jpg&er=1&src=http%3A%2F%2Fpic4.nipic.com%2F20091217%2F3885730_124701000519_2.jpg";
    
        @SuppressLint("HandlerLeak")
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);
            text_main_info = (TextView) findViewById(R.id.text_main_info);
            pDialog = new ProgressDialog(MainActivity.this);
            pDialog.setMessage("Loading...");
            image_main = (ImageView) findViewById(R.id.image_main);
    
            // 主线程中的handler对象会处理工作线程中发送的Message。根据Message的不同编号进行相应的操作。
            handler = new Handler() {
                public void handleMessage(android.os.Message msg) {
                    // 工作线程中要发送的信息全都被放到了Message对象中,也就是上面的参数msg中。要进行操作就要先取出msg中传递的数据。
                    switch (msg.what) {
                        case 0:
                            // 工作线程发送what为0的信息代表线程开启了。主线程中相应的显示一个进度对话框
                            pDialog.show();
                            break;
                        case 1:
                            // 工作线程发送what为1的信息代表要线程已经将需要的数据加载完毕。本案例中就需要将该数据获取到,显示到指定ImageView控件中即可。
                            image_main.setImageBitmap((Bitmap) msg.obj);
                            break;
                        case 2:
                            // 工作线程发送what为2的信息代表工作线程结束。本案例中,主线程只需要将进度对话框取消即可。
                            pDialog.dismiss();
                            break;
                    }
                }
            };
    
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    // 当工作线程刚开始启动时,希望显示进度对话框,此时让handler发送一个空信息即可。
                    // 当发送这个信息后,主线程会回调handler对象中的handleMessage()方法。handleMessage()方法中
                    // 会根据message的what种类来执行不同的操作。
                    handler.sendEmptyMessage(0);
    
                    // 工作线程执行访问网络,加载网络图片的任务。
                    Bitmap bitmap=HttpClientHelper.getImageBitmap(urlString);
                    // 工作线程将要发送给主线程的信息都放到一个Message信息对象中。
                    // 而Message对象的构建建议使用obtain()方法生成,而不建议用new来生成。
                    Message msgMessage = Message.obtain();
                    // 将需要传递到主线程的数据放到Message对象的obj属性中,以便于传递到主线程。
                    msgMessage.obj = bitmap;
                    // Message对象的what属性是为了区别信息种类,而方便主线程中根据这些类别做相应的操作。
                    msgMessage.what = 1;
                    // handler对象携带着Message中的数据返回到主线程
                    handler.sendMessage(msgMessage);
    
                    // handler再发出一个空信息,目的是告诉主线程工作线程的任务执行完毕。一般主线程会接收到这个消息后,
                    // 将进度对话框关闭
                    handler.sendEmptyMessage(2);
                }
            }).start();
        }
    

    在网速很快的情况下会看不到进度条,你们可以用打断点的方式去查看代码执行顺序。
    (2)打地鼠小游戏:
    新建一个页面代码如下:

     private Handler handler = null;
        private ImageView image_main_mouse;
        private int position;
        private boolean flag = false;
        private int[][] positionArr;
        private int countNum;
        private int beatNum;
        private TextView mTvStop;
    
    
        @SuppressLint("HandlerLeak")
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_beat_mouse);
    
            findView();
            initData();
    
            handler = new Handler() {
                @Override
                public void handleMessage(Message msg) {
                    super.handleMessage(msg);
                    switch (msg.what) {
                        case 0:
                            image_main_mouse.setVisibility(View.VISIBLE);
                            // 获取0-8之间的随机数[0,8),半闭合区间。目的是随机获取给定的8个坐标位置。
                            // 获取随机数有两种办法:
                            // 方法一:
                            // Math.random()*positionArr.length,注意伪随机数是个半闭合区间。即随机数不可能为positionArr.length
                            // 方法二:
                            // new Random().nextInt(positionArr.length);
                            position = (int) (Math.random() * positionArr.length);
                            image_main_mouse.setX(positionArr[position][0]);
                            image_main_mouse.setY(positionArr[position][1]);
                            break;
                        default:
                            break;
                    }
                }
            };
    
            image_main_mouse = (ImageView) findViewById(R.id.image_main_mouse);
    
    
            image_main_mouse.setOnTouchListener(new View.OnTouchListener() {
                @Override
                public boolean onTouch(View v, MotionEvent event) {
                    image_main_mouse.setVisibility(View.GONE);
                    beatNum++;
                    Toast.makeText(BeatMouseActivity.this, "总出现次数:" + countNum + ";击中次数:" + beatNum, Toast.LENGTH_SHORT).show();
                    return false;
                }
            });
    
            mTvStop.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
                @Override
                public void onClick(View v) {
                    if (flag) {
                        mTvStop.setText("开始");
                    } else {
                        mTvStop.setText("停止");
                    }
                    flag = !flag;
                    new Thread(new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            while (flag) {
                                try {
                                    countNum++;
                                    // 获取0-500之间的随机数,再加上500,目的是让老鼠出现的间隙时间也随机,最短出现间隙为500毫秒,最长为999毫秒。
                                    Thread.sleep(new Random().nextInt(500) + 500);
                                } catch (InterruptedException e) {
                                    e.printStackTrace();
                                }
                                handler.sendEmptyMessage(0);
                            }
    
                        }
                    }).start();
    
                }
            });
        }
    
        private void initData() {
            positionArr = new int[8][2];
            for (int i = 0; i < positionArr.length; i++) {
                //设置X轴坐标
                positionArr[i][0] = getWindowWidth(this) / positionArr.length * i;
                //设置Y轴坐标
                positionArr[i][1] = getWindowHeight(this) / positionArr.length * i;
    
            }
        }
    
        private void findView() {
            image_main_mouse = (ImageView) findViewById(R.id.image_main_mouse);
            mTvStop = (TextView) findViewById(R.id.tv_stop);
        }
    
        /**
         * 获取屏幕宽度
         */
        public static int getWindowWidth(Activity activity) {
            DisplayMetrics dm = new DisplayMetrics();
            activity.getWindowManager().getDefaultDisplay().getMetrics(dm);
            return dm.widthPixels;
        }
    
        /**
         * 获取屏幕高度
         */
        public static int getWindowHeight(Activity activity) {
            DisplayMetrics dm = new DisplayMetrics();
            activity.getWindowManager().getDefaultDisplay().getMetrics(dm);
            return dm.heightPixels;
        }
    
    

    下面是示例图:

    device-2018-01-24-160745.png
    我把以上两个示例代码合并到了一个项目里,并上传Github,链接为:https://github.com/EspressoToast/HandlerDemo
    这一讲先告一段落。下一讲我会为大家分析一下Handler源码。

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