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深入理解之 Android Handler

 
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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

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);
        }
    }
}

2，其他线程给主线程发消息

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            
     }
 }
}

3，主线程给其他线程发消息

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);
            }
        }
    }

4，其他线程给其自己发消息

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);
            
        }}
       }
		
	}

贴了很多代码，能看到这里的也确实不易了，写这个主要是记录当时自己跟着资料分析步子，如有误导实在抱歉，附上以上代码的小Demo以便不时之需：ClickMe。

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