Android消息机制之Handler

Android为什么要提供Handler

Android建议我们不要在UI线程中执行耗时操作，因为这很容易导致ANR异常（在Android源码中我们可以看到，UI如果对用户的操作超过5秒无响应，就会报ANR异常）。因此，一些耗时操作都会在子线程中完成。当我们在子线程中获取了数据，要将其显示到UI中，如果没有Handler，这将很难完成。因此，Android之所以提供Handler，就是为了解决子线程访问UI的问题。
为什么Android不允许在子线程中访问UI呢？显然这样做不安全，多线程访问UI是不安全的（学过操作系统的盆友应该都了解线程互斥，这里我就不详细介绍了）。有人就会说了，可以通过设置信号量来解决啊。这中方法不是不可以，因为这种方法会使访问UI的逻辑变得复杂；其次这会降低UI的访问效率。而使用Handler就比较简单高效。Handler是同个Message来通讯的。

Handler的用法

使用Handler时，需要重写handleMessage方法，在handleMessage中接受新线程发来的Message，并做相应的处理。在新线程中则是通过Message来传递消息，Message中往往也携带着需要传递的数据以及消息的类型。还要强调一点，如果当前线程有Looper就不需要执行Looper.prepare()，如果没有，就需要在新线程内执行Looper.prepare()，否则会报错。具体使用代码如下：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private Handler mHandler=new Handler(){
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            switch (msg.what)
            {
                case 1:
                    //执行需要修改的UI操作
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {//在新线程中执行耗时操作

                //如果当前线程有Looper就不需要执行Looper.prepare();
                Looper.prepare();
                try {
                    Thread.sleep(1000);//睡眠1秒
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                //操作完成之后通过发送Message，来通知Handler进行UI操作

                Message msg=new Message();
                msg.what=1;

                /*这部分是伪代码，value 是想通过Message传递的值
                Bundle data=new Bundle();
                data.putSerializable("key",value);
                msg.setData(data);

                */

                //设置好数据后，发送消息
                mHandler.sendMessage(msg);
            }
        }).start();
    }

}

当然，handler也可以在子线程中创建，代码如下：

  private TextView tv_test;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.handler_test_layout);

        tv_test= (TextView) findViewById(R.id.tv_test);


    }

    //button点击的函数
    public void click(View v)
    {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                Looper.prepare();
                Handler handler=new Handler(Looper.getMainLooper()){
                    @Override
                    public void handleMessage(Message msg) {
                        switch (msg.what)
                        {
                            case 1:
                                tv_test.setText("receive msg");
                        }
                    }
                };
                Message msg=new Message();
                msg.what=1;
                handler.sendMessage(msg);
            }
        }).start();
    }

上面的代码是，当点击按钮后，就会创建一个新的线程，在新线程中创建handler，并发送消息、接受消息。这里需要注意的是，在新线程中创建handler需要使用Handler handler=new Handler(Looper.getMainLooper())这样的写法，Looper.getMainLooper()将主线程中的Looper传过去，这样handler才能访问UI。运行效果如下：

Handler的内部机制

Handler创建时会采用Looper来建立消息循环。所以，当前线程必须要有Looper。当Handler创建完成后，其内部的Looper以及MessageQueue既可以和Handler一起协同工作了。Handler通过sendMessage将消息发送给内部的MessageQueue，而MessageQueue会调用queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis)方法，它的源码如下：

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
        if (msg.target == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
        }
        if (msg.isInUse()) {
            throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
        }

        synchronized (this) {
            if (mQuitting) {
                IllegalStateException e = new IllegalStateException(
                        msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
                Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
                msg.recycle();
                return false;
            }

            msg.markInUse();
            msg.when = when;
            Message p = mMessages;
            boolean needWake;
            if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
                // New head, wake up the event queue if blocked.
                msg.next = p;
                mMessages = msg;
                needWake = mBlocked;
            } else {
                // Inserted within the middle of the queue.  Usually we don't have to wake
                // up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
                // and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
                needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
                Message prev;
                for (;;) {
                    prev = p;
                    p = p.next;
                    if (p == null || when < p.when) {
                        break;
                    }
                    if (needWake && p.isAsynchronous()) {
                        needWake = false;
                    }
                }
                msg.next = p; // invariant: p == prev.next
                prev.next = msg;
            }

            // We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
            if (needWake) {
                nativeWake(mPtr);
            }
        }
        return true;
    }

通过源码，我们发现，queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis)将消息放入了MessageQueue里。Looper则会一直处理MessageQueue中的消息。