Android HandlerThread 详解

概述

HandlerThread 相信大家都比较熟悉了，从名字上看是一个带有 Handler 消息循环机制的一个线程，比一般的线程多了消息循环的机制，可以说是 Handler + Thread 的结合，从源码上看也是如此的设计。

对 Handler 不熟悉的可以看 Android Handler 源码分析（详细） 一文，会教你一步步去认识 Handler 。

一般情况下如果需要子线程和主线程之间相互交互，可以用 HandlerThread 来设计，这比单纯的 Thread 要方便，而且更容易管理，因为大家都知道Thread 的生命周期在一些情况下是不可控制的，比如直接 new Thread().start() 这种方式在项目中是不推荐使用的，实际上 Android 的源码中也有很多地方用到了 HandlerThread，下面我将分析一下 HandlerThread 用法以及源码解析。

使用示例

// 实例对象，参数为线程名字
HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("handlerThread");
// 启动线程
handlerThread.start();
// 参数为 HandlerThread 内部的一个 looper
    Handler handler = new Handler(handlerThread.getLooper()) {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
        }
    };

注意：这个使用的顺序是不能更改的！！！，因为如果不先让子线程 start 起来，那么创建主线程的 handler 的参数 getLooper 是获取不到的，这一点可以看源码就清楚。

Demo 详解

这里模拟在子线程下载东西，然后和主线程之间进行通信。主线程知道了下载开始和下载结束的时间，也就能及时改变界面 UI。

首先是 DownloadThread 类，继承于 HandlerThread，用于下载。

public class DownloadThread extends HandlerThread{

    private static final String TAG = "DownloadThread";

    public static final int TYPE_START = 2;//通知主线程任务开始
    public static final int TYPE_FINISHED = 3;//通知主线程任务结束

    private Handler mUIHandler;//主线程的Handler

    public DownloadThread(String name) {
        super(name);
    }

    /*
    * 执行初始化任务
    * */
    @Override
    protected void onLooperPrepared() {
        Log.e(TAG, "onLooperPrepared: 1.Download线程开始准备");
        super.onLooperPrepared();
    }

    //注入主线程Handler
    public void setUIHandler(Handler UIhandler) {
        mUIHandler = UIhandler;
        Log.e(TAG, "setUIHandler: 2.主线程的handler传入到Download线程");
    }

    //Download线程开始下载
    public void startDownload() {
        Log.e(TAG, "startDownload: 3.通知主线程,此时Download线程开始下载");
        mUIHandler.sendEmptyMessage(TYPE_START);

        //模拟下载
        Log.e(TAG, "startDownload: 5.Download线程下载中...");
        SystemClock.sleep(2000);

        Log.e(TAG, "startDownload: 6.通知主线程,此时Download线程下载完成");
        mUIHandler.sendEmptyMessage(TYPE_FINISHED);
    }
} 

然后是 MainActivity 部分，UI 和处理消息。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private static final String TAG = "MainActivity";

    private DownloadThread mHandlerThread;//子线程
    private Handler mUIhandler;//主线程的Handler

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

        //初始化，参数为线程的名字
        mHandlerThread = new DownloadThread("mHandlerThread");
        //调用start方法启动线程
        mHandlerThread.start();
        //初始化Handler，传递 mHandlerThread 内部的一个 looper
        mUIhandler = new Handler(mHandlerThread.getLooper()) {
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                //判断mHandlerThread里传来的msg，根据msg进行主页面的UI更改
                switch (msg.what) {
                    case DownloadThread.TYPE_START:
                        //不是在这里更改UI哦，只是说在这个时间，你可以去做更改UI这件事情，改UI还是得在主线程。
                        Log.e(TAG, "4.主线程知道Download线程开始下载了...这时候可以更改主界面UI");
                        break;
                    case DownloadThread.TYPE_FINISHED:
                        Log.e(TAG, "7.主线程知道Download线程下载完成了...这时候可以更改主界面UI，收工");
                        break;
                    default:
                        break;
                }
                super.handleMessage(msg);
            }
        };
        //子线程注入主线程的mUIhandler，可以在子线程执行任务的时候，随时发送消息回来主线程
        mHandlerThread.setUIHandler(mUIhandler);
        //子线程开始下载
        mHandlerThread.startDownload();
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        //有2种退出方式
        mHandlerThread.quit();
        //mHandlerThread.quitSafely(); 需要API>=18
        super.onDestroy();
    }
} 

运行的Log日志如下

 

源码解析

public class HandlerThread extends Thread {

 HandlerThread 本质是一个线程，只是其持有了 handler，所以可在子线程进行消息处理和分发。

接下去看下构造函数相关的：

    int mPriority;//优先级
    int mTid = -1;
    Looper mLooper;//自带的Looper
    private @Nullable Handler mHandler;

    public HandlerThread(String name) {
        super(name);
        mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;
    }
    
    /**
     * Constructs a HandlerThread.
     * @param name
     * @param priority The priority to run the thread at. The value supplied must be from 
     * {@link android.os.Process} and not from java.lang.Thread.
     */
    public HandlerThread(String name, int priority) {
        super(name);
        mPriority = priority;
    }

这里有两个构造方法，一个 HandlerThread(String name)，一个 HandlerThread(String name, int priority)，我们可以自己设定线程的名字以及优先级。注意！是 Process 里的优先级而不是Thread 的。

 /**
     * Call back method that can be explicitly overridden if needed to execute some
     * setup before Looper loops.
     */
    protected void onLooperPrepared() {
    }

    @Override
    public void run() {
        mTid = Process.myTid();
        Looper.prepare();
        synchronized (this) {
            mLooper = Looper.myLooper();
            notifyAll();
        }
        Process.setThreadPriority(mPriority);
        onLooperPrepared();
        Looper.loop();
        mTid = -1;
    }

这里面有一个方法 onLooperPrepared()，在实际中，我们可以重写这个方法做一些初始化的操作，这个 run() 是重点。

run 方法中首先获取线程 id,然后就调用了 Looper.prepare 方法创建一个 Looper,接着调用了 Looper.myLooper 方法获取到了当前线程的 Looper。

接着通过 notifyAll 通知等带唤醒，这里的等待是在 HandlerThread 的 getLooper 方法里调用的 wait 方法，getLooper 方法是为了获取该 HandlerThread 中的 Looper。

如果在没调用 HandlerThread 的 start 方法开启线程前就调用 getLooper 方法就通过 wait 方法暂时先进入等待，等到 run 方法运行后再进行唤醒。唤醒之后 run 方法中继续设置了构造函数中传入的优先级，接着调用了onLooperPrepared 方法，该方法是个空实现，该方法是为了在 Looper 开启轮询之前如果要进行某些设置，可以复写该方法。

最后调用Looper.loop开启轮询。退出的时候，将 mTid  = -1；

 public Looper getLooper() {
        if (!isAlive()) {
            return null;
        }
        
        // If the thread has been started, wait until the looper has been created.
        synchronized (this) {
            while (isAlive() && mLooper == null) {
                try {
                    wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }
        }
        return mLooper;
    }

 这个方法是获取当前的 Looper，可以看到如果没有获取的时候就一直等待直到获取，而前面也提到了获取到了就唤醒了所有的线程，看来这是线程的等待-唤醒机制应用。

public Handler getThreadHandler() {
        if (mHandler == null) {
            mHandler = new Handler(getLooper());
        }
        return mHandler;
    }

这个是获取 HandlerThread 绑定的 Looper 线程的 Handler 

public boolean quit() {
        Looper looper = getLooper();
        if (looper != null) {
            looper.quit();
            return true;
        }
        return false;
    }
    
    
 public boolean quitSafely() {
        Looper looper = getLooper();
        if (looper != null) {
            looper.quitSafely();
            return true;
        }
        return false;
    }

可以看到这两个方法去退出线程的 Looper 循环，那么这两个方法有什么区别呢,实际上都是调用了 MessageQueue 的 quit() 方法，源码如下:

void quit(boolean safe) {
        if (!mQuitAllowed) {
            throw new IllegalStateException("Main thread not allowed to quit.");
        }

        synchronized (this) {
            if (mQuitting) {
                return;
            }
            mQuitting = true;

            if (safe) {
                removeAllFutureMessagesLocked();
            } else {
                removeAllMessagesLocked();
            }

            // We can assume mPtr != 0 because mQuitting was previously false.
            nativeWake(mPtr);
        }
}

可以看到: 当我们调用 quit 方法的时候，实际上执行了 MessageQueue 中的 removeAllMessagesLocked 方法，该方法的作用是把 MessageQueue 消息池中所有的消息全部清空，无论是延迟消息（延迟消息是指通过 sendMessageDelayed 或通过 postDelayed 等方法发送的需要延迟执行的消息，只要不是立即执行的消息都是延迟消息）还是非延迟消息。

而 quitSafely 方法时，实际上执行了 MessageQueue 中的 removeAllFutureMessagesLocked 方法，通过名字就可以看出，该方法只会清空 MessageQueue 消息池中所有的延迟消息，并将消息池中所有的非延迟消息派发出去让 Handler 去处理，quitSafely 相比于 quit 方法安全之处在于清空消息之前会派发所有的非延迟消息,一句话，就是清除未来需要执行的消息。

这两个方法有一个共同的特点就是：Looper 不再接收新的消息了,消息循环就此结束，此时通过 Handler 发送的消息也不会在放入消息杜队列了，因为消息队列已经退出了。应用这2个方法的时候需要注意的是：quit 方法从 API 1 就开始存在了，比较早，而 quitSafely 直到 API 18 才添加进来.

总结

• 如果经常要开启线程，接着又是销毁线程，这是很耗性能的，HandlerThread 很好的解决了这个问题；

• HandlerThread 由于异步操作是放在 Handler 的消息队列中的，所以是串行的，但只适合并发量较少的耗时操作。

• HandlerThread 用完记得调用退出方法。

• 注意使用 handler 避免出现内存泄露