android 中的 Handler 线程间通信

 

一、 在MainActivity中为什么只是类似的写一行如下代码就可以使用handler了呢？

Handler handler = new Handler() {
　　@Override
　　public void handleMessage(Message msg) {
　　　　// handle the nsg message...
　　}
};


   private void sendMessage() {
　   　handler.sendEmptyMessage(11);
}

打开handler的源码可以在它的构造函数中，看到如下的几行代码:

 

mLooper = Looper.myLooper();        //  (1)
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;

如果继续跟进 (1) 号注释中的 Looper.myLooper(); 这条语句，近儿，可以看到下面的代码：

public static Looper myLooper() {
        return sThreadLocal.get();     // (2)
 }

其中 sThreadLocal 在Looper 类中被声明为：

 

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

可得它是一个静态不可变的键值，因为它是静态成员，由类的加载过程可知在 Looper 被加载后就立即对该对象进行了初始化，而且它被声明为final类型，在接下来的生命周期中将是一个不可改变的引用，这也是称呼它为一个键值一个原因；当然，当你继续跟进时会发现，称呼它为键值原来是有更好的理由的。跟进（2）号注释中的sThreadLocal.get(); 语句，可以得到下面的逻辑：

 

public T get() {
        // Optimized for the fast path.
        Thread currentThread = Thread.currentThread();    // (3)
        Values values = values(currentThread);
        if (values != null) {
            Object[] table = values.table;
            int index = hash & values.mask;
            if (this.reference == table[index]) {
                return (T) table[index + 1];
            }
        } else {
            values = initializeValues(currentThread); 
        }

        return (T) values.getAfterMiss(this);             // (4)
    }

 

我们只关注上面的代码中的 注释(3)和 (4)两行代码，其中从注释 (3)处我们得知这里的读取操作是从当前线程的内部获得数据的，而注释(4)则进一步告诉我们，它是一个以 ThreadLocal 类型的对象为键值，也就是Looper中的 static final 访问控制的 sThreadLocal 对象。奇妙的地方就在这里，因为每次调用时 ThreadLocal 虽然都是同一个 sThreadLocal 对象，但在ThreadLocal 内部它是从当前正在活动的线程中取出 Looper 对象的，所以达到了一种不同的线程调用同一个 Looper 中的同一个 sThreadLocal 对象的 get 方法，而得到的 Looper是不一样的目的。并且从注释(1)处可以得知，当我们调用 sThreadLocal.get();如果返回是一个null时，我们的调用将是失败的，也就是在从当前正在活动的线程的内部读取时还没有初始化，抛出的异常提醒我们先执行ooper.prepare()方法，跟进Looper的prepare()方法：

 

 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));
 }

可得知，它同样是通过sThreadLocal对象来存放数据的，跟进一步：

 public void set(T value) {
        Thread currentThread = Thread.currentThread();
        Values values = values(currentThread);
        if (values == null) {
            values = initializeValues(currentThread);
        }
        values.put(this, value);
  }

从上面的代码可得知，每个线程至多只能存放一个Looper对象，注意这里强调的是每个线程只能存放一份，并不是sThreadLocal 只能放一个，这也是线程本地化存储的秘密所在。所以我们得到一个前提条件，在调用类似new Handler(){};语句时，必须事先已执行 Looper.prepare(); 语句，而且要确保两条语句都是在同一个线程中被调用的，不然可能得不到我们期望的结果。但是为什么我们在 MainAcitivity 中没有显示调用 Looper.prepare(); 方法，而只是简单调用 new Handler(); 语句呢？原来在 MainActivity运行所在的主线程（也成UI线程，getId()得到的id号是1）被android系统启动时，就主动调用了一次Looper.prepare()方法:

public static final void More ...main(String[] args) {
        SamplingProfilerIntegration.start();
        Process.setArgV0("<pre-initialized>");
        Looper.prepareMainLooper();  (跟进该方法)
        ActivityThread thread = new ActivityThread();
        thread.attach(false);
        Looper.loop();
        if (Process.supportsProcesses()) {
            throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
        }
        thread.detach();
        String name = (thread.mInitialApplication != null)
            ? thread.mInitialApplication.getPackageName()
            : "<unknown>";
        Log.i(TAG, "Main thread of " + name + " is now exiting");
    }
}

 

二 、 Handler中是什么原理，使得发送的消息时只要使用handler对象，而在消息被接受并处理时就可以直接调用到handler中覆写的handleMessge方法？

就从下面的这行代码开始：

private void sendMessage() {
        handler.sendEmptyMessage(0x001);
    }

在handler类中一直跟进该方法，可以发现下面的几行代码：

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
        msg.target = this;   //（5）
        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}

在上面的注释 (5) 处可以看到，这里对每个msg中的target字段进行了设置，这里就是设置了每个消息将来被处理时用到的handler对象。

可以跟进Looper方法的loop()方法得到：

 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();

        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);    // (6)

            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();
        }
   }

在注释 (6)处可以看到， msg.target.dispatchMessage(msg); 原来是调用的Message的 dispatchMessage()方法，不妨我们跟进去看看：

/**
  * Handle system messages here.
  */
    public void dispatchMessage(Message msg) {
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }
            handleMessage(msg);     //(7)
        }
    }

一系列优先考虑的回调判断之后，终于轮到了自定义的处理的函数处理。

三、遇到This Handler class should be static or leaks might occur 警告 为什么？

大致意思是说：Handler 类应该为static类型，否则有可能造成泄露。在程序消息队列中排队的消息保持了对目标Handler类的引用。如果Handler是个内部类，那 么它也会保持它所在的外部类的引用。为了避免泄露这个外部类，应该将Handler声明为static嵌套类，并且使用对外部类的弱应用。说的很明白，因为内部类对外部类有个引用，所以当我们在内部类中保存对外部类的弱引用时，这里的内部类对外引用还是存在的，这是jdk实现的，而只有我们声明为静态内部类，此时是对外部类没有强引用的（这时它和普通的外部类没有什么区别，只是在访问控制上有很大的方便性，它可以直接访问外部类的私有成员），这样当线程中还有 Looper  和 Looper 的 MessageQueue 还有 Message 时( message 中的 target 保持了对 Handler 的引用），而此时 Activity已经死亡时，就可以对Activity 进行回收了。

 

四、注意事项

1.  在自己定义的子线程中如果想实现handler？

Looper.prepare();
handler=new Handler();
...
Looper.loop();

这几行代码一定要在run方法中调用，而不是在自定义的 Thread 子类的构造函数中调用。因为子线程的构造方法被调用时，其实子线程还没有执行，也就是说当前的线程并不是子线程，还仍然是父线程，所以调用 Looper.prepare(); 也只是对父线程进行了线程本地化存储了一个 Looper 对象。

2.  简而言之

两个线程之间用 handler 进行通信，一个线程先在线程本地存放一个Looper对象，该对象中有消息队列 MessageQueue 成员，只是这个Looper对象，是在线程运行Looper.prepare() 时初始化的，且保证只初始化一次，进而该线程进入Loop.loop()消息循环状态，等待其它线程调用自己的 hanldler 对象的 sendMessage() 方法往自己的消息队列中存放消息，并在有消息时读取并处理，没有则阻塞。

 

2.  多方协作 

如果同时有多个调用方使用一个同一工作线程（调用Looper.loop()的那个线程），则可以先创建一个HandlerThread线程，然后调用它的getLooper方法得到一个Looper对象，

这时每个调用方都可以拿着这个Looper对象去构造满足各自处理逻辑的的Handler对象了，然后需要出的时候将消息丢到自己的Handler对象中即可。