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  • 深入理解之 Android Handler

    一,相关概念

    在Android中如果通过用户界面(如button)来来启动线程,然后再线程中的执行代码将状态信息输出到用户界面(如文本框),这时候就会抛出以下的异常信息:

    5-12 13:33:04.393: ERROR/JavaBinder(1029):android.view.ViewRoot$CalledFromWrongThreadException:Onlythe original thread that created a view hierarchy can touch its views.

    该异常的意思是,只有最初创建视图层次结构的线程才能接触该结构中的视图,也就是说,不是最初创建界面的线程是不能接触界面元素的。那么,在不是创建界面的线程中,如何把内容输出到界面元素中呢?

    对了,我们可以通过线程消息分发机制来实现。就应用程序而言,Android系统中Java的应用程序和其他系统上一样,都是依赖于消息驱动完成那些比较有难度的工作,它们的工作原理大致是分别有一个消息队列负责接收各种消息,一个消息循环可以不断从中取出消息然后做处理。先了解一下几个消息机制的常见名词概念:

    • Handler

    消息的封装者和处理者,handler负责将需要传递的信息封装成Message,通过调用handler对象的obtainMessage()来实现;将消息传递给Looper,这是通过handler对象的sendMessage()来实现的。继而由Looper将Message放入MessageQueue中。当Looper对象看到MessageQueue中含有Message,就将其广播出去。该handler对象收到该消息后,调用相应的handler对象的handleMessage()方法对其进行处理。

    • Message

    消息对象,Message Queue中的存放的对象。一个Message Queue中包含多个Message。Message实例对象的取得,通常使用Message类里的静态方法obtain(),该方法有多个重载版本可供选择;它的创建并不一定是直接创建一个新的实例,而是先从Message Pool(消息池)中看有没有可用的Message实例,存在则直接取出返回这个实例。如果Message Pool中没有可用的Message实例,则才用给定的参数创建一个Message对象。调用removeMessages()时,将Message从Message Queue中删除,同时放入到Message Pool中。除了上面这种方式,也可以通过Handler对象的obtainMessage()获取一个Message实例。

    • MessageQueue

    是一种数据结构,见名知义,就是一个消息队列,存放消息的地方。每一个线程最多只可以拥有一个MessageQueue数据结构。创建一个线程的时候,并不会自动创建其MessageQueue。通常使用一个Looper对象对该线程的MessageQueue进行管理。主线程创建时,会创建一个默认的Looper对象,而Looper对象的创建,将自动创建一个Message Queue。其他非主线程,不会自动创建Looper,要需要的时候,通过调用prepare函数来实现。

    • Looper

    是MessageQueue的管理者。每一个MessageQueue都不能脱离Looper而存在,Looper对象的创建是通过prepare函数来实现的。同时每一个Looper对象和一个线程关联。通过调用Looper.myLooper()可以获得当前线程的Looper对象创建一个Looper对象时,会同时创建一个MessageQueue对象。除了主线程有默认的Looper,其他线程默认是没有MessageQueue对象的,所以,不能接受Message。如需要接受,自己定义一个Looper对象(通过prepare函数),这样该线程就有了自己的Looper对象和MessageQueue数据结构了。Looper从MessageQueue中取出Message然后,交由Handler的handleMessage进行处理。处理完成后,调用Message.recycle()将其放入Message Pool中。

    二,Looper类分析

    当需要向其他线程发消息时我们需要实例化Looper对象会有以下两步:

    1,Looper.prepare()

    我们可以看下源码:

    // sThreadLocal.get() will return null unless you've called prepare().
        static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>(); 
    public static void prepare() { 
           if (sThreadLocal.get() != null) { 
               throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread"); 
           } 
     // 构造一个Looper对象,保存到调用线程的局部变量中。
            sThreadLocal.set(new Looper()); 
       }

    可以看出来,Looper.prepare()会在调用线程的局部变量中设置一个Looper对象。这个调用线程就是LooperThread的run线程。F3看一下Looper的构造方法:

    private Looper() {
    	 //构造一个消息队列
            mQueue = new MessageQueue();
            mRun = true;
    	 //获取当前线程的Thread对象
            mThread = Thread.currentThread();
        }

    所以Looper.prepare()的作用是设置一个Looper对象保存在sThreadLocal里,而Looper自己内部封装了一个消息队列。就这样把Looper和调用线程关联在一起了。到底要干嘛,我们看Looper的第二步棋

    2,Looper.loop()

    public static void loop() {
        	//myLooper()将会返回保存在sThreadLocal中的Looper对象。
            Looper me = myLooper();
            if (me == null) {
                throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
            }
            //取出该Looper中的消息队列
            MessageQueue queue = me.mQueue;  
            while (true) {
            	//处理消息,Message对象中有一个target,它是Handle类型
                Message msg = queue.next(); // might block
                if (msg != null) {
                    if (msg.target == null) {
                        // No target is a magic identifier for the quit message.
                        return;
                    }
                    msg.target.dispatchMessage(msg);
                    msg.recycle();
                }
            }
        }
    
        /**
         * Return the Looper object associated with the current thread.  Returns
         * null if the calling thread is not associated with a Looper.
         */
        public static Looper myLooper() {
            return sThreadLocal.get();
        }

    综上可以知道Looper类的作用是:

    封装了一个消息队列;

    Looper的prepare方法把这个Looper和调用prepare的线程绑定在一起;

    处理线程调用loop方法,处理来自该消息队列的消息。

    三,Handler类分析

    1,好多构造函数

    一样看去,我们可以看到几个眼熟的家伙:MessageQueue,Looper,Callback,一个不少,他们是干嘛的?往下看发现有4个形态不一的构造函数:

    /**
         * 构造函数一,铁板一块,不过也完成了调用线程的Looper,并获得它的消息队列。
         */
        public Handler() {
            mLooper = Looper.myLooper();
            if (mLooper == null) {
                throw new RuntimeException(
                    "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
            }
            mQueue = mLooper.mQueue;
            mCallback = null;
        }
    
        /**
         * 构造函数二,多了一个callback
         */
        public Handler(Callback callback) {
            mLooper = Looper.myLooper();
            if (mLooper == null) {
                throw new RuntimeException(
                    "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
            }
            mQueue = mLooper.mQueue;
            mCallback = callback;
        }
    
        /**
         * 构造函数三,Looper由外部传入,定制。
         */
        public Handler(Looper looper) {
            mLooper = looper;
            mQueue = looper.mQueue;
            mCallback = null;
        }
    
        /**
         * 构造函数四,它是2和3的结合体。
         */
        public Handler(Looper looper, Callback callback) {
            mLooper = looper;
            mQueue = looper.mQueue;
            mCallback = callback;
        }

    在上面的构造函数中,Handler中的消息队列变量最终都会指向Looper的消息队列,Handler为啥要这么做,我们继续挖。

    2,Handler的真正使命

    通过分析Handler源代码,可以发现它的作用就是提供一系列函数,方便我们完成消息的创建封装和插入到消息队列:

    //查看消息队列中是否有存货
      public final boolean hasMessages(int what) {
            return mQueue.removeMessages(this, what, null, false);
        }
    //创建封装一个消息
      public final Message obtainMessage(int what)
        {
            return Message.obtain(this, what);
        }
    //发送一个消息,并添加到队列尾
      public final boolean sendMessage(Message msg)
        {
            return sendMessageDelayed(msg, 0);
        }
    //延时发送一个消息,并添加到队列尾
      public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
        {
            if (delayMillis < 0) {
                delayMillis = 0;
            }
            return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
        }
    

    选其一进行分析,就sendMessageDelayed()了,F3进去:

    public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)
        {
            boolean sent = false;
            MessageQueue queue = mQueue;
            if (queue != null) {
    //把Message的target设置为自己,然后加入消息队列中
                msg.target = this;
                sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
            }
            else {
                RuntimeException e = new RuntimeException(
                    this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
                Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
            }
            return sent;
        }
    

    以上工作是往Looper的消息队列中加入了一个消息,按照Looper类分析可知,它在获取消息后会调用target的dispatchMessage函数,再把这个消息分发给Handle处理,接着继续看Handler.java:

    public void dispatchMessage(Message msg) {
    // 1,如果Message本身有callback,则直接交给Message的callback处理
            if (msg.callback != null) {
                handleCallback(msg);
            } else {
    // 2,如果本Handle设置了mCallback,则交给它处理
                if (mCallback != null) {
                    if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                        return;
                    }
                }
    // 3,啥也没有,就交给子类来处理
                handleMessage(msg);
            }
        }
    

    在绝大多数情况下,我们都是走的第三部流程,用一个从Handler派生的子类并重载handleMessage()来处理各种封装的消息。

    小结:1,Looper中有一个Message队列,里面储存的是一个个待处理的Message。

                 2,Message中有一个Handler,这个Handler是用来处理Message的。

    四,实战篇

    1,主线程给自己发消息

    public class handler1 extends Activity {
    	    private Button btnTest;
    	    private EditText textView;
    	    private final String tag="hyj_handler1";
    	    private Handler handler;
        /** Called when the activity is first created. */
        @Override
        public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.main);
            btnTest = (Button)this.findViewById(R.id.bt1);
            textView = (EditText)this.findViewById(R.id.ed1);
            
            btnTest.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
                
                @Override
                public void onClick(View arg0) {
                    
                    Looper looper = Looper.getMainLooper(); //主线程的Looper对象
                    //这里以主线程的Looper对象创建了handler,
                    //所以,这个handler发送的Message会被传递给主线程的MessageQueue。
                    handler = new MyHandler(looper);
                    handler.removeMessages(0);
                    //构建Message对象
                    //第一个参数:是自己指定的message代号,方便在handler选择性地接收
                    //第二三个参数没有什么意义
                    //第四个参数需要封装的对象
                    Message msg = handler.obtainMessage(1,1,1,"主线程发消息了");
                    
                    handler.sendMessage(msg); //发送消息
                    Log.i(tag, looper.toString());
                    Log.i(tag, msg.toString());
                    Log.i(tag, handler.toString());
                }
            });
        }
        
        class MyHandler extends Handler{
            
            public MyHandler(Looper looper){
                super(looper);
            }
            
            public void handleMessage(Message msg){
                super.handleMessage(msg);
                textView.setText("我是主线程的Handler,收到了消息:"+(String)msg.obj);
            }
        }
    }

    2,其他线程给主线程发消息

    public class handler2 extends Activity{
    
    	    private Button btnTest;
    	    private EditText textView;
    //	    private final String tag="hyj_handler2";
    	    private Handler handler;
     /** Called when the activity is first created. */
     @Override
     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
         super.onCreate(savedInstanceState);
         setContentView(R.layout.layout2);
         btnTest = (Button)this.findViewById(R.id.bt2);
         textView = (EditText)this.findViewById(R.id.ed2);
         
         btnTest.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
             
             @Override
             public void onClick(View arg0) {
                 
                 //可以看出这里启动了一个线程来操作消息的封装和发送的工作
                 //这样原来主线程的发送就变成了其他线程的发送,简单吧?呵呵
                 new MyThread().start();  
             }
         });
     }
     
     class MyHandler extends Handler{
         
         public MyHandler(Looper looper){
             super(looper);
         }
         
         public void handleMessage(Message msg){
             super.handleMessage(msg);
             textView.setText("我是主线程的Handler,收到了消息:"+(String)msg.obj);
         }
     }
     class MyThread extends Thread{
         
         public void run(){
             Looper looper = Looper.getMainLooper(); //主线程的Looper对象
             //这里以主线程的Looper对象创建了handler,
             //所以,这个handler发送的Message会被传递给主线程的MessageQueue。
             handler = new MyHandler(looper);
             Message msg = handler.obtainMessage(1,1,1,"其他线程发消息了");      
             handler.sendMessage(msg); //发送消息            
         }
     }
    }

    3,主线程给其他线程发消息

    public class handler3 extends Activity{
    	private Button btnTest;
        private EditText textView;
        
        private Handler handler;
        
        @Override
        public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.main);
            
            btnTest = (Button)this.findViewById(R.id.bt1);
            textView = (EditText)this.findViewById(R.id.ed1);
            
            
            //启动线程
            new MyThread().start();    
            
            btnTest.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
                
                @Override
                public void onClick(View arg0) {
                    //这里handler的实例化在线程中
                    //线程启动的时候就已经实例化了
                    Message msg = handler.obtainMessage(1,1,1,"主线程发送的消息");
                    handler.sendMessage(msg);
                }
            });
        }
        
        class MyHandler extends Handler{
            
            public MyHandler(Looper looper){
                super(looper);
            }
            
            public void handleMessage(Message msg){
                super.handleMessage(msg);
                textView.setText("我是主线程的Handler,收到了消息:"+(String)msg.obj);
            }
        }
        
        class MyThread extends Thread{
            
            public void run(){
                Looper.prepare(); //创建该线程的Looper对象,用于接收消息
                
                //注意了:这里的handler是定义在主线程中的哦,呵呵,
                //前面看到直接使用了handler对象,是不是在找,在什么地方实例化的呢?
                //现在看到了吧???呵呵,开始的时候实例化不了,因为该线程的Looper对象
                //还不存在呢。现在可以实例化了
                //这里Looper.myLooper()获得的就是该线程的Looper对象了
                handler = new ThreadHandler(Looper.myLooper());
                
                //这个方法,有疑惑吗?
                //其实就是一个循环,循环从MessageQueue中取消息。
                //不经常去看看,你怎么知道你有新消息呢???
                Looper.loop(); 
    
            }
            
            //定义线程类中的消息处理类
            class ThreadHandler extends Handler{
                
                public ThreadHandler(Looper looper){
                    super(looper);
                }
                
                public void handleMessage(Message msg){
                    //这里对该线程中的MessageQueue中的Message进行处理
                    //这里我们再返回给主线程一个消息
                    handler = new MyHandler(Looper.getMainLooper());
                    
                    Message msg2 = handler.obtainMessage(1,1,1,"子线程收到:"+(String)msg.obj);
                    
                    handler.sendMessage(msg2);
                }
            }
        }

    4,其他线程给其自己发消息

    public class handler4 extends Activity{
    	Button bt1 ;
    	EditText et1;
    	Handler handler;
    	public void onCreate(Bundle savedInstanceState){
    		super.onCreate(savedInstanceState);
    		setContentView(R.layout.main);
    		bt1 = (Button)findViewById(R.id.bt1);
    		et1 = (EditText)findViewById(R.id.ed1);
    		
    		bt1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
    			
    			@Override
    			public void onClick(View v) {
    				new ThreadHandler().start();
    			}
    		});
    		
    		
    	}
    	
    class MyHandler extends Handler{
            
            public MyHandler(Looper looper){
                super(looper);
            }
            
            public void handleMessage(Message msg){
                super.handleMessage(msg);
                et1.setText("我是主线程的Handler,收到了消息:"+(String)msg.obj);
            }
        }
    	
     public class ThreadHandler extends Thread{
    		public void run(){
    			Looper.prepare();
    			handler = new Handlerthread(Looper.myLooper());
    			Message msg = handler.obtainMessage(1,1,1,"我自己");
                handler.sendMessage(msg);
    			Looper.loop();
    		}
    		
    	    //定义线程类中的消息处理类
           public class Handlerthread extends Handler{   
                public Handlerthread(Looper looper){
                    super(looper);
                }
                
                public void handleMessage(Message msg){
                	//这里对该线程中的MessageQueue中的Message进行处理
                    //这里我们再返回给主线程一个消息
                    //加入判断看看是不是该线程自己发的信息
                    if(msg.what == 1 && msg.obj.equals("我自己")){
                        handler = new MyHandler(Looper.getMainLooper());  
                        Message msg2 = handler.obtainMessage(1,1,1,"禀告主线程:我收到了自己发给自己的Message");        
                        handler.sendMessage(msg2);           
                	//et1.setText("++++++threadhandler"+(String)msg.obj);
                
            }}
           }
    		
    	}
    

    贴了很多代码,能看到这里的也确实不易了,写这个主要是记录当时自己跟着资料分析步子,如有误导实在抱歉,附上以上代码的小Demo以便不时之需:
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