5分钟完全理解android handler

Handler机制简介

Handler是android中最重要组成部分之一，Handler机制可以看做是一个消息阻塞队列，APP启动后很快就进入死循环（while循环），不断的读取消息队列中的消息，每个线程最多只有一个消息队列，没有消息时就阻塞，有就立马执行。所有消息排队执行，因为是一个线程，所以同时只能执行一个消息。android的view绘制，事件响应（点击，触摸屏幕等）都是把消息发送到了主线程的消息队列，等待android APP的执行（这点可以通过手动抛出异常查看错误堆栈来验证）。包括自己在主线程new 的handler最终也是把消息插入到了主线程消息队列中。从以上来看android主线程大部分时间是空闲的。当点击屏幕后手机能立马响应也可以看出android主线程大部分时间是空闲的。虽然主线程要处理的事情狠多，很杂，很琐碎（view布局、绘制，事件分发等等），但处理时间都很短暂，可以保证很快处理完毕，然后等待下一个消息的到来。android handler机制简可以实现所有view相关的操作都在主线程进行，从而避免了使用 锁 。具体实现代码 如下。

java工程实现Handler机制代码

下面的代码跟android的handler机制主要原理完全一致，但不依赖android系统。

import com.handler.Handler;
import com.handler.Looper;
import com.handler.Message;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        new Main().start();
        
    }
    
    private void start(){
        //创建该线程唯一的消息队列，线程安全的阻塞队列
        Looper.prepare();

        onCreate();
        
        //死循环，阻塞式，执行下面代码后主线程就会去获取消息队列里的消息，没有消息时就阻塞，有就执行。执行Looper.loop前即使消息队列里有消息，消息也不会执行，因为主线程还没有去检查消息队列。
        Looper.loop();
        
        //下面 的代码通常不会执行，除非手动让主线程消息队列退出。退出主线程消息队列后android的view布局、绘制，事件分发就不执行了，所以android APP也没必要继续执行了，所以android采用了抛出异常的方式结束APP。
        System.out.println("exit........");
        throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");

    }
    private void onCreate() {
        //////////////////////////////////////////////////////////
        ////// 下面的操作相当于运行在android的UI线程中 ////////////
        //////////////////////////////////////////////////////////

        final Thread thread = Thread.currentThread();
        System.out.println("main thread=" + thread);

        Handler handler = new Handler() {
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                //若thread == Thread.currentThread()，则证明已经运行在主线程中了
                System.out.println("current thread is main thread? " + (thread == Thread.currentThread()));
                System.out.println(msg);
                System.out.println();
            }
        };
        // 测试1       主线程创建handler，子线程使用该handler发送消息 
        new Thread() {
            public void run() {
                try {//模拟耗时操作
                    Thread.sleep(1000 * 2);
                } catch (InterruptedException e) {
                }
                Message message = new Message();
                message.obj = "new Thread" + Thread.currentThread();
                message.what = (int) System.currentTimeMillis();
                //在子线程中发送消息 
                handler.sendMessage(message);
                
                try {
                    Thread.sleep(1000 * 2);
                } catch (InterruptedException e) {
                }
                
                message = new Message();
                message.obj = "hanler...waht==1" ;
                message.what = 1;
                //在子线程中发送消息 
                handler.sendMessage(message);
                

                message = new Message();
                message.obj = "hanler...waht==2" ;
                message.what = 2;
                //在子线程中发送消息 
                handler.sendMessage(message);
                
                message = new Message();
                message.obj = "hanler...waht==3" ;
                message.what = 3;
                //在子线程中发送消息 
                handler.sendMessage(message);
                
            };
        }.start();

        // 测试2 在thread内部创建handler，结果会抛出异常
        new Thread() {
            public void run() {
                try {
                    sleep(1000 * 3);
                } catch (InterruptedException e) {
                }
                /*
                 * 在线程内部使用默认构造函数创建handler会抛出异常。
                 * android中也可以在子线程中创建Handler，但要在初始化时传入Looper，
                 * Looper.getMainLooper()获取到的就是主线程的Looper，所以可以这样创建
                 * 
                 * new Handler(Looper.getMainLooper()){
                        @Override
                        public void handleMessage(Message msg) {
                            //运行在主线程中
                        }
                    };
                 */
                Handler h = new Handler() {
                    public void handleMessage(Message msg) {

                        System.out.println("haneler msg...." + msg);
                    };
                };

                Message message = new Message();
                message.obj = "handler in new Thread";
                message.what = (int) System.currentTimeMillis();
                //在子线程中发送消息 
                h.sendMessage(message);

            };
        }.start();

        //////////////////////////////////////////////////////////
        ////// 上面的操作相当于运行在android的UI线程中 ////////////
        //////////////////////////////////////////////////////////

    }
}

运行结果

main thread=Thread[main,5,main]  
current thread is main thread? true  
what=18175614 obj=new ThreadThread[Thread-0,5,main]  
  
Exception in thread "Thread-1" java.lang.RuntimeException: Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()  
    at com.handler.Handler.<init>(Handler.java:14)  
    at Main$3$1.<init>(Main.java:103)  
    at Main$3.run(Main.java:103)  
current thread is main thread? true  
what=1 obj=hanler...waht==1  
  
current thread is main thread? true  
what=2 obj=hanler...waht==2  
  
current thread is main thread? true  
what=3 obj=hanler...waht==3  

Handler代码

package com.handler;  
  
  
public class Handler {  
  
  
    private MessageQueue messageQueue;  
      
    public Handler() {  
  
        Looper looper=Looper.myLooper();  
          
        if (looper==null) {  
             throw new RuntimeException(  
                        "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");  
                 
        }  
          
        this.messageQueue=looper.messageQueue;  
    }  
  
    public void sendMessage(Message msg) {  
          
        //Looper循环中发现message后，调用message.targer就得到了当前handler，使用taget.handleMessage  
        //就把消息转发给了发送message时的handler的handleMessage函数  
        msg.target=this;  
          
        messageQueue.enqueueMessage(msg);  
          
    }  
      
    public void handleMessage(Message msg) {  
    }  
}  

Looper代码

package com.handler;

public class Looper {


    private static final ThreadLocal<Looper> threadLocal=new ThreadLocal<>();
    /**
     * 存储Message的队列，阻塞式，没有消息则一直等待
     */
    final MessageQueue messageQueue;
    
    
    private Looper() {
        messageQueue=new MessageQueue();
    }

    /**为该线程创建Looper，
     * 若该线程已经有Looper了则不需要再次调用prepare
     */
    public  static void prepare() {
        if (threadLocal.get() != null) {
            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
        }
        threadLocal.set(new Looper() );
    }
    
    public static void loop() {
        Looper looper=myLooper();
        if (looper == null) {
            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
        }
        MessageQueue messageQueue=looper.messageQueue;
        
        for(;;){
            Message message=messageQueue.next();
            message.target.handleMessage(message);
        }
    }
    
    /**
     * 获取当先线程的Looper
     * @return
     */
    public static Looper myLooper() {
        return threadLocal.get();
    }
}

MessageQueued代码

package com.handler;  
  
import java.util.concurrent.BlockingQueue;  
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;  
  
public class MessageQueue {  
  
  
    private BlockingQueue<Message>blockingQueue=new LinkedBlockingQueue<>();  
      
    /** 
     * 阻塞式，没有消息则一直等待 
     * @return 
     */  
    public Message next() {  
        try {  
            return blockingQueue.take();  
        } catch (InterruptedException e) {  
            throw new RuntimeException();  
        }  
    }  
      
    /** 
     * 插入到消息队列尾部 
     * @param message 
     */  
    void enqueueMessage(Message message) {  
        try {  
            blockingQueue.put(message);  
        } catch (InterruptedException e) {  
            // TODO Auto-generated catch block  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
}  

ThreadLocal简单实现

ThreadLocal内部原理和下面实现方式不同，但达到的效果是相同的，本篇主要介绍Handler机制，简化了ThreadLocal

package com.handler;  
  
import java.util.HashMap;  
import java.util.Map;  
/** 
 * ThreadLocal简单实现 
 * @author Young 
 * 
 * @param <T> 
 */  
public class ThreadLocal<T> {  
  
  
    private Map<Thread,T>map;  
  
    public ThreadLocal() {  
        map=new HashMap<>();  
    }  
      
    public void set(T obj) {  
        map.put(Thread.currentThread(),obj);  
    }  
      
    public T get() {  
        return map.get(Thread.currentThread());  
    }  
      
}  

Message代码

package com.handler;  
  
public class Message {  
  
    Handler target;  
    public Object obj;  
    public int what;  
  
    @Override  
    public String toString() {  
        return   "what="+what+" obj="+obj.toString();  
    }  
      
}  

以上就是android Handler机制原理代码了。

android还提供了HandlerThread，其实是对Handler和Thread的封装。

先看一下HandlerThread使用方式

Handler myHandler;
 new HandlerThread("Compress-Thread") {  
            @Override  
            protected void onLooperPrepared() {  
                super.onLooperPrepared();  
                myHandler = new Handler();  
                myHandler.post(new Runnable(){
                   @Override  
                    public void run() {  
                                //在HandlerThread线程执行
                    } 
                    
                });
            }  
        }.start();

//不要在这使用myHandler发送消息，因为myHandler是在onLooperPrepared中创建的，onLooperPrepared又是运行在HandlerThread线程的，所以刚执行到这时HandlerThread线程可能还没有创建完，onLooperPrepared也就不会执行，myHandler自然是null

每次new HandlerThread都会创建一个新线程，当我们使用myHandler发送消息时消息就会在HandlerThread线程执行。HandlerThread线程内部也是一个死循环，通常不会退出，当通过myHandler为其发送消息时就会从阻塞中醒来执行消息，执行完消息队列里的消息后就又阻塞。HandlerThread可以排队执行消息，保证能按加入消息的先后顺序执行。比如我们需要压缩很多图片时，就可以使用HandlerThread，主线程直接把图片通过myHandler发送到HandlerThread，HandlerThread就可以执行图片压缩，所有压缩任务都按添加顺序依次执行。

来自我的博客

http://blog.csdn.net/qingchunweiliang/article/details/50448365

END