Handler、Looper消息传递机制
一、Handler消息传递机制初步认识：
（一）、引入：
子线程没有办法对UI界面上的内容进行操作，如果操作，将抛出异常：CalledFromWrongThreadException
为了实现子线程中操作UI界面，Android中引入了Handler消息传递机制，目的是打破对主线程的依赖性。
什么是Handler？
handler通俗一点讲就是用来在各个线程之间发送数据的处理对象。在任何线程中，只要获得了另一个线程的handler，则可以通过 handler.sendMessage(message)方法向那个线程发送数据。基于这个机制，我们在处理多线程的时候可以新建一个thread，这个thread拥有UI线程中的一个handler。当thread处理完一些耗时的操作后通过传递过来的handler向UI线程发送数据，由UI线程去更新界面。
主线程：运行所有UI组件，它通过一个消息队列来完成此任务。设备会将用户的每项操作转换为消息，并将它们放入正在运行的消息队列中。主线程位于一个循环中，并处理每条消息。如果任何一个消息用时超过5秒，Android将抛出ANR。所以一个任务用时超过5秒，应该在一个独立线程中完成它，或者延迟处理它，当主线程空闲下来再返回来处理它。
（二）、常用类：（Handler、Looper、Message、MessageQueue）
- Message：消息，其中包含了消息ID，消息处理对象以及处理的数据等，由MessageQueue统一列队，终由Handler处理。
- Handler：处理者，负责Message的发送及处理。使用Handler时，需要实现handleMessage(Message msg)方法来对特定的Message进行处理，例如更新UI等。Handler类的主要作用：（有两个主要作用）1）、在工作线程中发送消息；2）、在主线程中获取、并处理消息。
- MessageQueue：消息队列，用来存放Handler发送过来的消息，并按照FIFO规则执行。当然，存放Message并非实际意义的保存，而是将Message串联起来的，等待Looper的抽取。
- Looper：消息泵，不断地从MessageQueue中抽取Message执行。因此，一个MessageQueue需要一个Looper。
- Thread：线程，负责调度整个消息循环，即消息循环的执行场所。
（三）、Handler、Looper、Message、MessageQueue之间的关系：
- Looper和MessageQueue一一对应，创建一个Looper的同时，会创建一个MessageQueue；
- 而Handler与它们的关系，只是简单的聚集关系，即Handler里会引用当前线程里的特定Looper和MessageQueue；
- 在一个线程中，只能有一个Looper和MessageQueue，但是可以有多个Handler，而且这些Handler可以共享一个Looper和MessageQueue；
- Message被存放在 MessageQueue中，一个 MessageQueue中可以包含多个Message对象。
【备注：】
Looper对象用来为一个线程开启一个消息循环，从而操作MessageQueue；
默认情况下，Android创建的线程没有开启消息循环Looper，但是主线程例外。
系统自动为主线程创建Looper对象，开启消息循环；
所以主线程中使用new来创建Handler对象。而子线程中不能直接new来创建Handler对象就会异常。
子线程中创建Handler对象，步骤如下：
Looper.prepare();
Handler handler = new Handler() {
//handlemessage(){}
}
Looper.loop();
（四）、Handler类中常用方法：
- handleMessage() 用在主线程中，构造Handler对象时，重写handleMessage()方法。该方法根据工作线程返回的消息标识，来分别执行不同的操作。
- sendEmptyMessage() 用在工作线程中，发送空消息。
- sendMessage() 用在工作线程中，立即发送消息。
（五）、Message消息类中常用属性：
- arg1 用来存放整型数据
- arg2 用来存放整型数据
- obj 用来存放Object数据
- what 用于指定用户自定义的消息代码，这样便于主线程接收后，根据消息代码不同而执行不同的相应操作。
【重点】：使用Message需要注意4点：
1、Message虽然也可以通过new来获取，但是通常使用Message.obtain()或Handler.obtainMessage()方法来从消息池中获得空消息对象，以节省资源；
2、如果一个Message只需要携带简单的int型数据，应优先使用arg1和arg2属性来传递数据，这样比其他方式节省内存；
3、尽可能使用Message.what来标识信息，以便用不同的方式处理Message；
4、如果需要从工作线程返回很多数据信息，可以借助Bundle对象将这些数据集中到一起，然后存放到obj属性中，再返回到主线程。
（六）、示例代码一：【重点】
private Handler handler = null;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
text_main_info = (TextView) findViewById(R.id.text_main_info);
pDialog = new ProgressDialog(MainActivity.this);
pDialog.setMessage("Loading...");
image_main = (ImageView) findViewById(R.id.image_main);
// 主线程中的handler对象会处理工作线程中发送的Message。根据Message的不同编号进行相应的操作。
handler = new Handler() {
public void handleMessage(android.os.Message msg) {
// 工作线程中要发送的信息全都被放到了Message对象中，也就是上面的参数msg中。要进行操作就要先取出msg中传递的数据。
switch (msg.what) {
case 0:
// 工作线程发送what为0的信息代表线程开启了。主线程中相应的显示一个进度对话框
pDialog.show();
break;
case 1:
// 工作线程发送what为1的信息代表要线程已经将需要的数据加载完毕。本案例中就需要将该数据获取到，显示到指定ImageView控件中即可。
image_main.setImageBitmap((Bitmap) msg.obj);
break;
case 2:
// 工作线程发送what为2的信息代表工作线程结束。本案例中，主线程只需要将进度对话框取消即可。
pDialog.dismiss();
break;
}
}
};
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 当工作线程刚开始启动时，希望显示进度对话框，此时让handler发送一个空信息即可。
// 当发送这个信息后，主线程会回调handler对象中的handleMessage()方法。handleMessage()方法中
// 会根据message的what种类来执行不同的操作。
handler.sendEmptyMessage(0);
// 工作线程执行访问网络，加载网络图片的任务。
byte[] data = HttpClientHelper.loadByteFromURL(urlString);
// 工作线程将网络访问获取的字节数组生成Bitmap位图。
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeByteArray(data, 0,
data.length);
// 工作线程将要发送给主线程的信息都放到一个Message信息对象中。
// 而Message对象的构建建议使用obtain()方法生成，而不建议用new来生成。
Message msgMessage = Message.obtain();
// 将需要传递到主线程的数据放到Message对象的obj属性中，以便于传递到主线程。
msgMessage.obj = bitmap;
// Message对象的what属性是为了区别信息种类，而方便主线程中根据这些类别做相应的操作。
msgMessage.what = 1;
// handler对象携带着Message中的数据返回到主线程
handler.sendMessage(msgMessage);
// handler再发出一个空信息，目的是告诉主线程工作线程的任务执行完毕。一般主线程会接收到这个消息后，
// 将进度对话框关闭
handler.sendEmptyMessage(2);
}
}).start();
}（七）、示例代码二：图片定时切换：
1、思路：利用多线程，子线程每隔2秒发送一个消息给主线程，主线程中Handler接收消息，并更新ImageView中的图片。这样就实现了循环切换的动态效果。
handler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
switch (msg.what) {
case 0:
image_main_pic.setImageResource(imageId[position++]);
if (position >= imageId.length) {
position = 0;
}
break;
default:
break;
}
}
};
// 第一种解决办法：利用Thread和Thread的sleep
// new Thread(new Runnable() {
// @Override
// public void run() {
// while (flag) {
// try {
// Thread.sleep(2000);
// } catch (InterruptedException e) {
// e.printStackTrace();
// }
// handler.sendEmptyMessage(0);
// }
// }
// }).start();
// 第二种解决办法：利用Timer定时器和定时器的schedule()方法。
//schedule()方法中有三个参数：
/*第一个：表示定时任务TimerTask。 TimerTask 类实现了Runnable接口，所以要new TimerTask()，一定要实现run()方法。
第二个：表示第一次执行前的等待延迟时间；
第三个：表示两次定时任务执行之间的间隔时间。*/
new Timer().schedule(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
handler.sendEmptyMessage(0);
//sendEmptyMessage()方法等同于以下几句话。所以。如果只发送一个what，就可以使用sendEmptyMessage()。这样更简单。
//Message message = Message.obtain();
// Message message2 = handler.obtainMessage();
//message.what = 0;
//handler.sendMessage(message);
}
}, 1, 1500);（八）、示例代码三：打地鼠：
handler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
switch (msg.what) {
case 0:
image_main_mouse.setVisibility(View.VISIBLE);
// 获取0-8之间的随机数[0,8)，半闭合区间。目的是随机获取给定的8个坐标位置。
// 获取随机数有两种办法：
// 方法一：
// Math.random()*positionArr.length，注意伪随机数是个半闭合区间。即随机数不可能为positionArr.length
// 方法二：
// new Random().nextInt(positionArr.length);
position = (int) (Math.random() * positionArr.length);
image_main_mouse.setX(positionArr[position][0]);
image_main_mouse.setY(positionArr[position][1]);
break;
default:
break;
}
}
};
image_main_mouse = (ImageView) findViewById(R.id.image_main_mouse);
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (flag) {
try {
// 获取0-500之间的随机数，再加上500，目的是让老鼠出现的间隙时间也随机，最短出现间隙为500毫秒，最长为999毫秒。
Thread.sleep(new Random().nextInt(500) + 500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
handler.sendEmptyMessage(0);
}
}
}).start();
image_main_mouse.setOnTouchListener(new View.OnTouchListener() {
@Override
public boolean onTouch(View v, MotionEvent event) {
image_main_mouse.setVisibility(View.GONE);
return false;
}
});
【备注：】
在案例《打地鼠》中使用到了横竖屏幕切换，请参考以下代码：
关于Android中Activity的横竖屏切换问题可以通过AndroidManifest.xml文件中的Activity来配置：
android:screenOrientation=["unspecified" | "user" | "behind" |"landscape" | "portrait" | "sensor" | "nonsensor"]
screenOrientation 用来指定Activity的在设备上显示的方向，每个值代表如下含义：
"unspecified" |
默认值 由系统来判断显示方向.判定的策略是和设备相关的，所以不同的设备会有不同的显示方向. |
"landscape" |
横屏显示（宽比高要长） |
"portrait" |
竖屏显示(高比宽要长) |
"user" |
用户当前首选的方向 |
"behind" |
和该Activity下面的那个Activity的方向一致(在Activity堆栈中的) |
"sensor" |
有物理的感应器来决定。如果用户旋转设备这屏幕会横竖屏切换。 |
"nosensor" |
忽略物理感应器，这样就不会随着用户旋转设备而更改了 （ "unspecified"设置除外
）。 |
二、Handler、Looper源码分析：
（一）、Handler的概念：
- Handler是用于发送和处理消息和一个线程的MessageQueue相关联的Runable对象。
- 每个Handler实例关联到一个单一线程和线程的messagequeue。
- 当您创建一个Handler,从你创建它的时候开始，它就绑定到创建它的线程以及对应的消息队列，handler将发送消息到消息队列，并处理从消息队列中取出的消息。
Handler的主要用途有两个：
(1)、在将来的某个时刻执行消息或一个runnable；(2)、为运行在不同线程中的多个任务排队。
主要依靠以下方法来完成消息调度：
- post(Runnable)、
- postAtTime(Runnable, long)、
- postDelayed(Runnable, long)、
- sendEmptyMessage(int)、
- sendMessage(Message)、
- sendMessageAtTi(Message)、
- sendMessageDelayed(Message, long)
【备注：】
- post方法是当到Runable对象到达就被插入到消息队列；
- sendMessage方法允许你把一个包含有信息的Message插入消息队列，它会在Handler的handlerMessage(Message)方法中执行(该方法要求在Handler的子类中实现)。
- 当Handler post或者send消息的时候，可以在消息队列准备好的时候立刻执行，或者指定一个延迟处理或绝对时间对它进行处理，后两个是实现了timeout、ticks或者其他timing-based的行为。
- 当你的应用创建一个进程时，其主线程(UI线程)会运行一个消息队列，负责管理优先级最高的应用程序对象(Activity、广播接收器等)和任何他们创建的windows。你也可以创建自己的线程，通过handler与主线程进行通信，在新创建的线程中handler通过调用post或sendMessage方法，将传入的Runnable或者Message插入到消息队列中，并且在适当的时候得到处理。
（二）、Handler的用法：
当你实例化一个Handler的时候可以使用Callback接口来避免写自定义的Handler子类。这里的机制类似与Thread与runable接口的关系。
在Handler里面，子类要处理消息的话必须重写handleMessage()这个方法，因为在handler里面它是个空方法：
（三）、源码分析：
A、Handler.java:（3个属性，5个方法）
三个属性：
- final MessageQueue mQueue;
- final Looper mLooper;
- final Callback mCallback;
五个方法：
- public boolean handleMessage(Message msg);
- public final Message obtainMessage()
- public final boolean sendMessage(Message msg)
- public final boolean sendEmptyMessage(int what)
- public final boolean post(Runnable r)
B、Looper.JAVA:（4个属性，4个方法）
每个ThreadLocal中只能有一个Looper，也就是说一个Thread中只有一个Looper
四个属性：
- static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
- final MessageQueue mQueue;
- final Thread mThread;
- private static Looper mMainLooper = null;
四个方法：
- public static void prepare()
- public static void prepareMainLooper()
- public static void loop()
- public static Looper myLooper()
C、Message.java:（5个属性，3个方法）
五个属性：
- public int what;
- public int arg1;
- public int arg2;
- public Object obj;
- Handler target;
三个方法：
- public static Message obtain()
- public void setTarget(Handler target)
- public void recycle()