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Handler源码分析

Handler源码分析

作者: MrKing5946 | 来源:发表于2017-12-02 22:26 被阅读0次

    很早之前就Handler的分析,不过感觉有点乱乱的,所以趁着有时间就将其改了改。
      
      Handler是我们android开发中经常使用的一个类,一般我们在子线程中做了耗时操作后使用handler来发送一个消息到主线程中去刷新UI,因为Android要求UI的刷新必须在主线程中来执行,所以使用handler来实现我们的目的是非常方便的。我们一般会使用handler来做刷新UI的操作,但是handler提供的功能可不仅仅只是在UI线程中来处理,它也可以子线程中处理消息。说起Handler一般都会和LooperMessageMessageQueue联系起来,Looper是一个循环器不停的从MessageQueue中Message息交给Handler来处理。
      我们一般使用的时候就是直接new Handler()然后覆写handleMessage()方法就可以在主线程中处理任务了。为什么没有看到Looper和MessageQueue的身影了,如果我们在子线程中去new Handler()会发生什么情况呢?
      下面我们从源码的角度来看看handler是怎么工作的。

    我们知道,Android应用启动的入口在ActivityThread这个类,里面就能看到看到我们在学习java的时候main函数的身影,在main方法中,会自动在线程中初始化Looper,所以我们在主线程中去new Handler()的时候是不需要关心这个的,因为已经帮我们做好了。我们先来看看main方法中到底做了什么:

    public static void main(String[] args) {
        Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "ActivityThreadMain");
        ...//不相关的内容
        //初始化Looper
        Looper.prepareMainLooper();
        ActivityThread thread = new ActivityThread();
        thread.attach(false);
        if (sMainThreadHandler == null) {
            sMainThreadHandler = thread.getHandler();
        }
        ...
        Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
        //开启循环,此处looper来陷入一个死循环中不停的取出消息并处理,一旦looper停止,那么我们的应用也就结束
        Looper.loop();
        //looper停止的话就会走到这里抛出异常
        throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
    }
    

    在一进入main方法中就调用了Looper.prepareMainLooper()这个方法,然后就调用了Looper.loop()方法,我们接着跳进去看看里面做了什么

    static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
    public static void prepareMainLooper() {
        //创建一个主线程使用的looper
        prepare(false);
        synchronized (Looper.class) {
            //如果已经存在了main looper抛出异常
            if (sMainLooper != null) {
                throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
            }
            //保存主线程中的looper
            sMainLooper = myLooper();
        }
    }
    
    private static void prepare(boolean quitAllowed) {
        //如果重复创建抛出异常
        if (sThreadLocal.get() != null) {
            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
        }
        //使用threadLocal来保存looper对象,该looper对象只能被主线程访问
        sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
    }
    
    public static @Nullable Looper myLooper() {
        return sThreadLocal.get();
    }
    

    看到Looper里面也没有神秘的东西,还是挺简单的,Looper里面使用了一个ThreadLocal,它能够提供线程独立的数据,线程之间使用ThreadLocal保存的数据互不干扰,对于不清楚ThreadLocal的可以参考ThreadLocal源码分析
    可以看到prepareMainLooper只是创建了一个looper对象跟主线程关联起来。

    public static void loop() {
        //当前线程为主线程,所以取到的looper就是一个主线程中的looper
        final Looper me = myLooper();
        if (me == null) {
            //这里告诉我们,如果在子线程中使用looper的话,不调用Looper.prepare()是会gg的,看到这个异常是不是很熟悉啊
            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
        }
        //在Looper的构造方法中就会初始化一个MeesageQueue对象,就一行代码,这里就不贴了
        final MessageQueue queue = me.mQueue;
        Binder.clearCallingIdentity();
        final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
        for (;;) {
            //如果MeesageQueue没有消息,这里会阻塞等待知道有消息过来
            Message msg = queue.next(); // might block
            if (msg == null) {
                //如果这里为null,说明MessageQueue停止运行了,也就不能处理主线程的逻辑了,程序就退出了
                return;
            }
            final Printer logging = me.mLogging;
     
            final long slowDispatchThresholdMs = me.mSlowDispatchThresholdMs;
            final long traceTag = me.mTraceTag;
            if (traceTag != 0 && Trace.isTagEnabled(traceTag)) {
                Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg));
            }
            final long start = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
            final long end;
            try {
                //从msg中取出Handler对象,然后调用handler.dispatchMessage()方法
                //在handler发送消息的时候,会将自己也封装在message中,所以这里我们才能处理消息
                msg.target.dispatchMessage(msg);
                end = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
            } finally {
                if (traceTag != 0) {
                    Trace.traceEnd(traceTag);
                }
            }
            ...
            msg.recycleUnchecked();
        }
    }
    

    在looper中我们看到了一个神奇的东西for (;;),一个死循环,在该死循环中不停的取出message消息,如果没有消息MessageQueue就阻塞。有些小伙伴可能会惊讶,这里阻塞了那主线程的其他地方怎么执行啊?可以告诉你,在应用实际运行中,处理ActivityThread.main()中在Looper.loop()之前,其他主线程的代码都是在这个死循环中执行的,一样这个循环退出,应用也就结束了,我们也看到Looper.loop()是在main()方法的最后才调用的就是这么一个道理。
    在loop()方法中做的事情很简单,就是不停的取消息然后交给handler来处理,如果没有消息了就阻塞等待直到有消息为止。
    Looper的初始化就这么简单。我们接下来看看Handler中有什么,经常用它们也不能不知道它里面到底有啥。

    我们先从sendMessage()这里说起,它是我们发消息的出发点。

    //sendEmptyMessage
    public final boolean sendEmptyMessage(int what)
    {
        return sendEmptyMessageDelayed(what, 0);
    }
    //sendEmptyMessageDelayed
    public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
        Message msg = Message.obtain();
        msg.what = what;
        return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);
    }
    //sendEmptyMessageAtTime
    public final boolean sendEmptyMessageAtTime(int what, long uptimeMillis) {
        Message msg = Message.obtain();
        msg.what = what;
        return sendMessageAtTime(msg, uptimeMillis);
    }
    //sendMessage
    public final boolean sendMessage(Message msg){
        return sendMessageDelayed(msg, 0);
    }
    //sendMessageDelayed
    public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
    {
        if (delayMillis < 0) {
            delayMillis = 0;
        }
        return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
    }
     //sendMessageAtTime
    public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
        MessageQueue queue = mQueue;
        if (queue == null) {
            RuntimeException e = new RuntimeException(
                    this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
            Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
            return false;
        }
        return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
    }
    //sendMessageAtFrontOfQueue
    public final boolean sendMessageAtFrontOfQueue(Message msg) {
        MessageQueue queue = mQueue;
        if (queue == null) {
            RuntimeException e = new RuntimeException(
                this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
            Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
            return false;
        }
        return enqueueMessage(queue, msg, 0);
    }
    

    handler里面封装了好几种发送消息的方法,但是最终它们调用enqueueMessage(),所以我们来看看它里面到底是怎么实现的

    private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
        //将handler本身赋值给target
        msg.target = this;
        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        //将消息添加到队列
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
    }
    

    这里先将handler本身赋值给msg.target,然后调用queue.enqueueMessage将消息添加到消息队列里面。这也就是为什么在looper的死循环里面从消息中取出handler的原因,要是这里不设置我们的handler,消息是不能在我们自己的handler中处理的。其中queue是handler在构造方法中初始化的时候从主线程的looper中拿到的

    public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async) {
        mLooper = looper;
        mQueue = looper.mQueue;
        mCallback = callback;
        mAsynchronous = async;
    }
    

    到这里,是不是感觉整个Handler的流程一下就顿悟了很多。
    我们接着上面的说,在looper中最终会调用我们的handler的dispatchMessage()方法,来看看:

    public void dispatchMessage(Message msg) {
        //如果有msg中有callback,那么在callback中处理消息
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                //如果我们在创建handler的时候设置了callback,那么也在这个callback中处理消息
                //这个callback和msg.callback不是一个东西,不要搞混了
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    //如果消息处理成功就退出
                    return;
                }
            }
            //如果以上都没有处理或者是mCallback返回false,那么调用handleMessage()来处理
            handleMessage(msg);
        }
    }
    

    看到了啥,handleMessage()竟然是在这里被调用的,一下子又哦哦哦了。
    不过发现handleMessage()是最好才被处理的。那前面几个callback是什么呢?
    先说msg.callback(),除了handler提供了几个sendxxxMessage()方法外,还提供了几个post方法来发送消息。

    public final boolean post(Runnable r){
       return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
    }
    public final boolean postAtTime(Runnable r, long uptimeMillis){
        return sendMessageAtTime(getPostMessage(r), uptimeMillis);
    }
    public final boolean postAtTime(Runnable r, Object token, long uptimeMillis){
        return sendMessageAtTime(getPostMessage(r, token), uptimeMillis);
    }
    public final boolean postDelayed(Runnable r, long delayMillis){
        return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), delayMillis);
    }
    public final boolean postAtFrontOfQueue(Runnable r){
        return sendMessageAtFrontOfQueue(getPostMessage(r));
    }
    

    竟然还是调用了我们的send方法来发送消息,简直了就是。不过这里的message好像有点不一样,看看这里做了什么。

    private static Message getPostMessage(Runnable r, Object token) {
        Message m = Message.obtain();
        m.obj = token;
        m.callback = r;
        return m;
    }
    

    看到了啥,msg.callback就是我们在post中传递的runnable对象,这里还有一个重载方法getPostMessage(Runnable r),它们处理token不一样,其他都一样就不说了。我们知道了msg.callback就是一个Runnable,那就看看在handleCallback(msg)中做了什么。

    private static void handleCallback(Message message) {
        message.callback.run();
    }
    

    好吧,就是这么简单。
    再说mCallback,它是我们在创建Handler的时候在构造方法中传递的参数。不过这个callback也没有啥,除了有一个返回值的变化。

    public interface Callback {
        public boolean handleMessage(Message msg);
    }
    

    到此Handler的源码分析就结束了。

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