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
- <span style="font-family:'Microsoft YaHei';font-size:12px;">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);
- }
- }
- }</span>
2,其他线程给主线程发消息
- <span style="font-family:'Microsoft YaHei';font-size:12px;">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
- }
- }
- }</span>
3,主线程给其他线程发消息
- <span style="font-family:'Microsoft YaHei';font-size:12px;">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);
- }
- }
- }</span>
4,其他线程给其自己发消息
- <span style="font-family:'Microsoft YaHei';font-size:12px;">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);
- }}
- }
- }
- </span>