详解Android中Handler的实现原理

概述在Android中，只有主线程才能 *** 作UI，但是主线程不能进行耗时 *** 作，否则会阻塞线程，产生ANR异常，所以常常把耗时 *** 作放到其它子线程进行。如果在子线程中需要更新UI，一般是通过Handler发送消息，主线程接受消息并且

在 AndroID 中，只有主线程才能 *** 作 UI，但是主线程不能进行耗时 *** 作，否则会阻塞线程，产生 ANR 异常，所以常常把耗时 *** 作放到其它子线程进行。如果在子线程中需要更新 UI，一般是通过 Handler 发送消息，主线程接受消息并且进行相应的逻辑处理。除了直接使用 Handler，还可以通过 VIEw 的 post 方法以及 Activity 的 runOnUiThread 方法来更新 UI，它们内部也是利用了 Handler 。在上一篇文章 Android AsyncTask源码分析 中也讲到，其内部使用了 Handler 把任务的处理结果传回 UI 线程。

本文深入分析 AndroID 的消息处理机制，了解 Handler 的工作原理。

Handler
先通过一个例子看一下 Handler 的用法。

public class MainActivity extends AppCompatActivity { private static final int MESSAGE_TEXT_VIEW = 0;  private TextVIEw mTextVIEw; private Handler mHandler = new Handler() {  @OverrIDe  public voID handleMessage(Message msg) {   switch (msg.what) {    case MESSAGE_TEXT_VIEW:     mTextVIEw.setText("UI成功更新");    default:     super.handleMessage(msg);   }  } }; @OverrIDe protected voID onCreate(Bundle savedInstanceState) {  super.onCreate(savedInstanceState);  setContentVIEw(R.layout.activity_main);  Toolbar toolbar = (Toolbar) findVIEwByID(R.ID.toolbar);  setSupportActionbar(toolbar);  mTextVIEw = (TextVIEw) findVIEwByID(R.ID.text_vIEw);  new Thread(new Runnable() {   @OverrIDe   public voID run() {    try {     Thread.sleep(3000);    } catch (InterruptedException e) {     e.printstacktrace();    }    mHandler.obtainMessage(MESSAGE_TEXT_VIEW).sendToTarget();   }  }).start(); }}

上面的代码先是新建了一个 Handler的实例，并且重写了 handleMessage 方法，在这个方法里，便是根据接受到的消息的类型进行相应的 UI 更新。那么看一下 Handler的构造方法的源码:

public Handler(Callback callback,boolean async) { if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {  final Class<? extends Handler> klass = getClass();  if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&    (klass.getModifIErs() & ModifIEr.STATIC) == 0) {   Log.w(TAG,"The following Handler class should be static or leaks might occur: " +    klass.getCanonicalname());  } } 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; mAsynchronous = async;}

在构造方法中，通过调用 Looper.myLooper() 获得了 Looper 对象。如果 mLooper 为空，那么会抛出异常："Can't create handler insIDe thread that has not called Looper.prepare()"，意思是：不能在未调用 Looper.prepare() 的线程创建 handler。上面的例子并没有调用这个方法，但是却没有抛出异常。其实是因为主线程在启动的时候已经帮我们调用过了，所以可以直接创建 Handler 。如果是在其它子线程，直接创建 Handler 是会导致应用崩溃的。

在得到 Handler 之后，又获取了它的内部变量 mQueue， 这是 MessageQueue 对象，也就是消息队列，用于保存 Handler 发送的消息。

到此，AndroID 消息机制的三个重要角色全部出现了，分别是 Handler 、Looper 以及 MessageQueue。 一般在代码我们接触比较多的是 Handler ，但 Looper 与 MessageQueue 却是 Handler 运行时不可或缺的。

Looper
上一节分析了 Handler 的构造，其中调用了 Looper.myLooper() 方法，下面是它的源码：

static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();

public static @Nullable Looper myLooper() { return sThreadLocal.get();}

这个方法的代码很简单，就是从 sThreadLocal 中获取 Looper 对象。sThreadLocal 是 ThreadLocal 对象，这说明 Looper 是线程独立的。

在 Handler 的构造中，从抛出的异常可知，每个线程想要获得 Looper 需要调用 prepare() 方法，继续看它的代码：

private static voID prepare(boolean quitAllowed) { if (sThreadLocal.get() != null) {  throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread"); } sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));}

同样很简单，就是给 sThreadLocal 设置一个 Looper。不过需要注意的是如果 sThreadLocal 已经设置过了，那么会抛出异常，也就是说一个线程只会有一个 Looper。创建 Looper 的时候，内部会创建一个消息队列：

private Looper(boolean quitAllowed) { mQueue = new MessageQueue(quitAllowed); mThread = Thread.currentThread();}

现在的问题是， Looper看上去很重要的样子，它到底是干嘛的？
回答： Looper 开启消息循环系统，不断从消息队列 MessageQueue 取出消息交由 Handler 处理。

为什么这样说呢，看一下 Looper 的 loop方法：

public static voID loop() { final Looper me = myLooper(); if (me == null) {  throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread."); } final MessageQueue queue = me.mQueue; // Make sure the IDentity of this thread is that of the local process,// and keep track of what that IDentity token actually is. Binder.clearCallingIDentity(); final long IDent = Binder.clearCallingIDentity();  //无限循环 for (;;) {  Message msg = queue.next(); // might block  if (msg == null) {   // No message indicates that the message queue is quitting.   return;  }  // This must be in a local variable,in case a UI event sets the logger  Printer logging = me.mLogging;  if (logging != null) {   logging.println(">>>>> dispatching to " + msg.target + " " +     msg.callback + ": " + msg.what);  }  msg.target.dispatchMessage(msg);  if (logging != null) {   logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);  }  // Make sure that during the course of dispatching the  // IDentity of the thread wasn't corrupted.  final long newIDent = Binder.clearCallingIDentity();  if (IDent != newIDent) {   Log.wtf(TAG,"Thread IDentity changed from 0x"+ Long.toHexString(IDent) + " to 0x"+ Long.toHexString(newIDent) + " while dispatching to "+ msg.target.getClass().getname() + " "+ msg.callback + " what=" + msg.what);  }  msg.recycleUnchecked(); }}

这个方法的代码有点长，不去追究细节，只看整体逻辑。可以看出，在这个方法内部有个死循环，里面通过 MessageQueue 的 next() 方法获取下一条消息，没有获取到会阻塞。如果成功获取新消息，便调用 msg.target.dispatchMessage(msg)，msg.target是 Handler 对象(下一节会看到)，dispatchMessage 则是分发消息(此时已经运行在 UI 线程)，下面分析消息的发送及处理流程。

消息发送与处理
在子线程发送消息时，是调用一系列的 sendMessage、sendMessageDelayed 以及 sendMessageAtTime 等方法，最终会辗转调用 sendMessageAtTime(Message msg,long uptimeMillis)，代码如下：

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);}private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue,Message msg,long uptimeMillis) { msg.target = this; if (mAsynchronous) {  msg.setAsynchronous(true); } return queue.enqueueMessage(msg,uptimeMillis);}

这个方法就是调用 enqueueMessage 在消息队列中插入一条消息，在 enqueueMessage总中，会把 msg.target 设置为当前的 Handler 对象。

消息插入消息队列后， Looper 负责从队列中取出，然后调用 Handler 的 dispatchMessage 方法。接下来看看这个方法是怎么处理消息的：

public voID dispatchMessage(Message msg) { if (msg.callback != null) {  handleCallback(msg); } else {  if (mCallback != null) {   if (mCallback.handleMessage(msg)) {    return;   }  }  handleMessage(msg); }}

首先，如果消息的 callback 不是空，便调用 handleCallback 处理。否则判断 Handler 的 mCallback 是否为空，不为空则调用它的 handleMessage方法。如果仍然为空，才调用 Handler 自身的 handleMessage，也就是我们创建 Handler 时重写的方法。

如果发送消息时调用 Handler 的 post(Runnable r)方法，会把 Runnable封装到消息对象的 callback，然后调用 sendMessageDelayed，相关代码如下：

public final boolean post(Runnable r){ return sendMessageDelayed(getPostMessage(r),0);}private static Message getPostMessage(Runnable r) { Message m = Message.obtain(); m.callback = r; return m;}

此时在 dispatchMessage中便会调用 handleCallback进行处理：

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

可以看到是直接调用了 run 方法处理消息。

如果在创建 Handler时，直接提供一个 Callback 对象，消息就交给这个对象的 handleMessage 方法处理。Callback 是 Handler 内部的一个接口：

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

以上便是消息发送与处理的流程，发送时是在子线程，但处理时 dispatchMessage 方法运行在主线程。

总结
至此，AndroID消息处理机制的原理就分析结束了。现在可以知道，消息处理是通过 Handler 、Looper 以及 MessageQueue共同完成。 Handler 负责发送以及处理消息，Looper 创建消息队列并不断从队列中取出消息交给 Handler， MessageQueue 则用于保存消息。

总结

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