一文带你搞懂Android多线程Handler

作者: 4ca1bbef6a0c | 来源:发表于2020-05-13 17:33 被阅读0次

前言

Android的消息传递机制是另外一种形式的“事件处理”，这种机制主要是为了解决Android应用中多线程的问题，在Android中不允许Activity新启动的线程访问该Activity里的UI组件，这样会导致新启动的线程无法改变UI组件的属性值。但实际开发中，很多地方需要在工作线程中改变UI组件的属性值，比如下载网络图片、动画等等。本篇博客主要介绍Handler是如何发送与处理线程上传递来的消息，并讲解 Message的几种传递数据的方式，最后均会以小Demo来演示。

Handler

Handler，它直接继承自Object，一个Handler允许发送和处理Message或者Runnable对象，并且会关联到主线程的MessageQueue 中。每个Handler具有一个单独的线程，并且关联到一个消息队列的线程，就是说一个Handler有一个固有的消息队列。当实例化一个Handler 的时候，它就承载在一个线程和消息队列的线程，这个Handler可以把Message或Runnable压入到消息队列，并且从消息队列中取出 Message或Runnable，进而操作它们。

Handler主要有两个作用：

在工作线程中发送消息。
在UI线程中获取、处理消息。

上面介绍到Handler可以把一个Message对象或者Runnable对象压入到消息队列中，进而在UI线程中获取Message或者执行Runnable对象，所以Handler把压入消息队列有两大体系，Post和sendMessage：

Post：Post允许把一个Runnable对象入队到消息队列中。它的方法有：post(Runnable)、postAtTime(Runnable,long)、postDelayed(Runnable,long)。
sendMessage：sendMessage允许把一个包含消息数据的Message对象压入到消息队列中。它的方法有：sendEmptyMessage(int)、sendMessage(Message)、 sendMessageAtTime(Message,long)、sendMessageDelayed(Message,long)。

从上面的各种方法可以看出，不管是post还是sendMessage都具有多种方法，它们可以设定Runnable对象和Message对象被入队到消息队列中，是立即执行还是延迟执行。

Post

对于Handler的Post方式来说，它会传递一个Runnable对象到消息队列中，在这个Runnable对象中，重写run()方法。一般在这个run()方法中写入需要在UI线程上的操作。

在Handler中，关于Post方式的方法有：

boolean post(Runnable r)：把一个Runnable入队到消息队列中，UI线程从消息队列中取出这个对象后，立即执行。
boolean postAtTime(Runnable r,long uptimeMillis)：把一个Runnable入队到消息队列中，UI线程从消息队列中取出这个对象后，在特定的时间执行。
boolean postDelayed(Runnable r,long delayMillis)：把一个Runnable入队到消息队列中，UI线程从消息队列中取出这个对象后，延迟delayMills秒执行
void removeCallbacks(Runnable r)：从消息队列中移除一个Runnable对象。

下面通过一个Demo，讲解如何通过Handler的post方式在新启动的线程中修改UI组件的属性：

package com.bgxt.datatimepickerdemo;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;

public class HandlerPostActivity1 extends Activity {
    private Button btnMes1,btnMes2;
    private TextView tvMessage;
    // 声明一个Handler对象
    private static Handler handler=new Handler();
    
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.message_activity);        
        
        btnMes1=(Button)findViewById(R.id.btnMes1);
        btnMes2=(Button)findViewById(R.id.btnMes2);
        tvMessage=(TextView)findViewById(R.id.tvMessage);
        btnMes1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            
            @Override
            public void onClick(View v) {
                // 新启动一个子线程
                new Thread(new Runnable() {                    
                    @Override
                    public void run() {
                        // tvMessage.setText("...");
                        // 以上操作会报错，无法再子线程中访问UI组件，UI组件的属性必须在UI线程中访问
                        // 使用post方式修改UI组件tvMessage的Text属性
                        handler.post(new Runnable() {                    
                            @Override
                            public void run() {
                                tvMessage.setText("使用Handler.post在工作线程中发送一段执行到消息队列中，在主线程中执行。");                        
                            }
                        });                                
                    }
                }).start();
            }
        });
        
        btnMes2.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            
            @Override
            public void onClick(View v) {
                new Thread(new Runnable() {                    
                    @Override
                    public void run() {
                        // 使用postDelayed方式修改UI组件tvMessage的Text属性值
                        // 并且延迟3S执行
                        handler.postDelayed(new Runnable() {
                            
                            @Override
                            public void run() {
                                tvMessage.setText("使用Handler.postDelayed在工作线程中发送一段执行到消息队列中，在主线程中延迟3S执行。");    
                                
                            }
                        }, 3000);                        
                    }
                }).start();
                
            }
        });
    }
}

效果展示：

有一点值得注意的是，对于Post方式而言，它其中Runnable对象的run()方法的代码，均执行在UI线程上，所以对于这段代码而言，不能执行在UI线程上的操作，一样无法使用post方式执行，比如说访问网络，下面提供一个例子，使用post方式从互联网上获取一张图片，并且显示在 ImageView中。

package com.bgxt.datatimepickerdemo;
import org.apache.http.HttpResponse;
import org.apache.http.client.HttpClient;
import org.apache.http.client.methods.HttpGet;
import org.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient;
import org.apache.http.util.EntityUtils;
import android.app.Activity;
import android.app.ProgressDialog;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.ImageView;
public class HandlerPostActivity2 extends Activity {
    private Button btnDown;
    private ImageView ivImage;
    private static String image_path = "http://ww4.sinaimg.cn/bmiddle/786013a5jw1e7akotp4bcj20c80i3aao.jpg";
    private ProgressDialog dialog;
    // 一个静态的Handler，Handler建议声明为静态的
    private static  Handler handler=new Handler();
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.asynctask_activity);

        btnDown = (Button) findViewById(R.id.btnDown);
        ivImage = (ImageView) findViewById(R.id.ivSinaImage);
        dialog = new ProgressDialog(this);
        dialog.setTitle("提示");
        dialog.setMessage("正在下载，请稍后...");
        dialog.setCancelable(false);

        btnDown.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {            
            @Override
            public void onClick(View v) {
                // 开启一个子线程，用于下载图片
                new Thread(new MyThread()).start();
                // 显示对话框
                dialog.show();
            }
        });
    }

    public class MyThread implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            // 下载一个图片
            HttpClient httpClient = new DefaultHttpClient();
            HttpGet httpGet = new HttpGet(image_path);
            HttpResponse httpResponse = null;
            try {
                httpResponse = httpClient.execute(httpGet);
                if (httpResponse.getStatusLine().getStatusCode() == 200) {
                    byte[] data = EntityUtils.toByteArray(httpResponse
                            .getEntity());
                    // 得到一个Bitmap对象，并且为了使其在post内部可以访问，必须声明为final
                    final Bitmap bmp=BitmapFactory.decodeByteArray(data, 0, data.length);
                    handler.post(new Runnable() {                        
                        @Override
                        public void run() {
                            // 在Post中操作UI组件ImageView
                            ivImage.setImageBitmap(bmp);
                        }
                    });
                    // 隐藏对话框
                    dialog.dismiss();
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

效果展示：

Message

Handler如果使用sendMessage的方式把消息入队到消息队列中，需要传递一个Message对象，而在Handler中，需要重写handleMessage()方法，用于获取工作线程传递过来的消息，此方法运行在UI线程上。下面先介绍一下Message。

Message是一个final类，所以不可被继承。Message封装了线程中传递的消息，如果对于一般的数据，Message提供了getData()和setData()方法来获取与设置数据，其中操作的数据是一个Bundle对象，这个Bundle对象提供一系列的getXxx()和setXxx()方法用于传递基本数据类型的键值对，对于基本数据类型，使用起来很简单，这里不再详细讲解。而对于复杂的数据类型，如一个对象的传递就要相对复杂一些。在Bundle中提供了两个方法，专门用来传递对象的，但是这两个方法也有相应的限制，需要实现特定的接口，当然，一些Android自带的类，其实已经实现了这两个接口中的某一个，可以直接使用。方法如下：

putParcelable(String key,Parcelable value)：需要传递的对象类实现Parcelable接口。
pubSerializable(String key,Serializable value)：需要传递的对象类实现Serializable接口。

还有另外一种方式在Message中传递对象，那就是使用Message自带的obj属性传值，它是一个Object类型，所以可以传递任意类型的对象，Message自带的有如下几个属性：

int arg1：参数一，用于传递不复杂的数据，复杂数据使用setData()传递。
int arg2：参数二，用于传递不复杂的数据，复杂数据使用setData()传递。
Object obj：传递一个任意的对象。
int what：定义的消息码，一般用于设定消息的标志。

对于Message对象，一般并不推荐直接使用它的构造方法得到，而是建议通过使用Message.obtain()这个静态的方法或者 Handler.obtainMessage()获取。Message.obtain()会从消息池中获取一个Message对象，如果消息池中是空的，才会使用构造方法实例化一个新Message，这样有利于消息资源的利用。并不需要担心消息池中的消息过多，它是有上限的，上限为10个。 Handler.obtainMessage()具有多个重载方法，如果查看源码，会发现其实Handler.obtainMessage()在内部也是调用的Message.obtain()。

既然Message是在线程间传递消息，那么先以一个Demo讲解一下Message的使用，还是常规的从互联网上下载一张图片的Demo，下载后使用ImageView控件展示：

package com.bgxt.datatimepickerdemo;
import org.apache.http.HttpResponse;
import org.apache.http.client.HttpClient;
import org.apache.http.client.methods.HttpGet;
import org.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient;
import org.apache.http.util.EntityUtils;
import android.app.Activity;
import android.app.ProgressDialog;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.ImageView;
public class HandlerMessageActivity1 extends Activity {
    private Button btnDown;
    private ImageView ivImage;
    private static String image_path = "http://ww4.sinaimg.cn/bmiddle/786013a5jw1e7akotp4bcj20c80i3aao.jpg";
    private ProgressDialog dialog;
    private static int IS_FINISH = 1;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.asynctask_activity);
        btnDown = (Button) findViewById(R.id.btnDown);
        ivImage = (ImageView) findViewById(R.id.ivSinaImage);
        dialog = new ProgressDialog(this);
        dialog.setTitle("提示信息");
        dialog.setMessage("正在下载，请稍后...");
        dialog.setCancelable(false);
        btnDown.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                    new Thread(new MyThread()).start();
                    dialog.show();
            }
        });
    }
    private  Handler handler = new Handler() {
        // 在Handler中获取消息，重写handleMessage()方法
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {            
            // 判断消息码是否为1
            if(msg.what==IS_FINISH){
                byte[] data=(byte[])msg.obj;
                Bitmap bmp=BitmapFactory.decodeByteArray(data, 0, data.length);
                ivImage.setImageBitmap(bmp);
                dialog.dismiss();
            }
        }
    };
    public class MyThread implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            HttpClient httpClient = new DefaultHttpClient();
            HttpGet httpGet = new HttpGet(image_path);
            HttpResponse httpResponse = null;
            try {
                httpResponse = httpClient.execute(httpGet);
                if (httpResponse.getStatusLine().getStatusCode() == 200) {
                    byte[] data = EntityUtils.toByteArray(httpResponse
                            .getEntity());
                    // 获取一个Message对象，设置what为1
                    Message msg = Message.obtain();
                    msg.obj = data;
                    msg.what = IS_FINISH;
                    // 发送这个消息到消息队列中
                    handler.sendMessage(msg);
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

展示效果：

Message.obtain()方法具有多个重载方法，大致可以分为为两类，一类是无需传递Handler对象，对于这类的方法，当填充好消息后，需要调用Handler.sendMessage()方法来发送消息到消息队列中。第二类需要传递一个Handler对象，这类方法可以直接使用 Message.sendToTarget()方法发送消息到消息队列中，这是因为在Message对象中有一个私有的Handler类型的属性 Target，当时obtain方法传递进一个Handler对象的时候，会给Target属性赋值，当调用sendToTarget()方法的时候，实际在它内部还是调用的Target.sendMessage()方法。

在Handler中，也定义了一些发送空消息的方法，如：sendEmptyMessage(int what)、sendEmptyMessageDelayed(int what,long delayMillis)，看似这些方法没有使用Message就可以发送一个消息，但是如果查看源码就会发现，其实内部也是从 Message.obtain()方法中获取一个Message对象，然后给属性赋值，最后使用sendMessage()发送消息到消息队列中。

Handler中，与Message发送消息相关的方法有：

Message obtainMessage()：获取一个Message对象。
boolean sendMessage()：发送一个Message对象到消息队列中，并在UI线程取到消息后，立即执行。
boolean sendMessageDelayed()：发送一个Message对象到消息队列中，在UI线程取到消息后，延迟执行。
boolean sendEmptyMessage(int what)：发送一个空的Message对象到队列中，并在UI线程取到消息后，立即执行。
boolean sendEmptyMessageDelayed(int what,long delayMillis)：发送一个空Message对象到消息队列中，在UI线程取到消息后，延迟执行。
void removeMessage()：从消息队列中移除一个未响应的消息。

下面通过一个小Demo演示一下各种发送Message的方式：

package com.bgxt.datatimepickerdemo;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;
public class HandlerMessageActivity2 extends Activity {
    private Button btn1, btn2, btn3, btn4,btn5;
    private static TextView tvMes;
    private static Handler handler = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(android.os.Message msg) {
            if (msg.what == 3||msg.what==5) {
                tvMes.setText("what=" + msg.what + "，这是一个空消息");
            } else {
                tvMes.setText("what=" + msg.what + "," + msg.obj.toString());
            }
        };
    };
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        // TODO Auto-generated method stub
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.message_activity2);
        tvMes = (TextView) findViewById(R.id.tvMes);
        btn1 = (Button) findViewById(R.id.btnMessage1);
        btn2 = (Button) findViewById(R.id.btnMessage2);
        btn3 = (Button) findViewById(R.id.btnMessage3);
        btn4 = (Button) findViewById(R.id.btnMessage4);
        btn5 = (Button) findViewById(R.id.btnMessage5);
        btn1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                // 使用Message.Obtain+Hander.sendMessage()发送消息
                new Thread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        Message msg = Message.obtain();
                        msg.what = 1;
                        msg.obj = "使用Message.Obtain+Hander.sendMessage()发送消息";
                        handler.sendMessage(msg);
                    }
                }).start();
            }
        });
        btn2.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                // 使用Message.sendToTarget发送消息
                new Thread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        Message msg = Message.obtain(handler);
                        msg.what = 2;
                        msg.obj = "使用Message.sendToTarget发送消息";
                        msg.sendToTarget();
                    }
                }).start();
            }
        });
        btn3.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            // 发送一个延迟消息
            @Override
            public void onClick(View v) {
                new Thread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        handler.sendEmptyMessage(3);
                    }
                }).start();
            }
        });
        btn4.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                new Thread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        Message msg = Message.obtain();
                        msg.what =4;
                        msg.obj = "使用Message.Obtain+Hander.sendMessage()发送延迟消息";
                        handler.sendMessageDelayed(msg, 3000);
                    }
                }).start();
            }
        });

        btn5.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            // 发送一个延迟的空消息
            @Override
            public void onClick(View v) {
                new Thread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        handler.sendEmptyMessageDelayed(5, 3000);
                    }
                }).start();
            }
        });
    }
}

效果展示：