Handler Looper 原理 详解

演示代码

public class MainActivity extends ListActivity {

    private TextView tv_info;

    private CalThread calThread;//一个子线程

    private boolean ifLooperPrepare = false;//是否在子线程中的创建Handler【前】初始化Looper

    private boolean ifLooperLoop = false;//是否在子线程中创建Handler【后】执行loop方法

    private boolean sendMessageToUi = false;//是否将子线程中的消息转发到主线程中

    private boolean sendMessageToZi = false;//是否将主线程中的消息转发到子线程中

    public static final int MSG_WHAT_1 = 1;

    @SuppressLint("HandlerLeak")

    private Handler uiHandler = new Handler() {//在主线程中，系统已经初始化了一个Looper对象，所以我们直接创建Handler对象就可以进行信息的发送与处理了

        public void handleMessage(Message msg) {

            Toast.makeText(MainActivity.this, "主线程收到消息：" + msg.obj, Toast.LENGTH_SHORT).show();

            tv_info.setText("主线程收到消息：" + msg.obj);

            if (sendMessageToZi) {

                Message newMsg = Message.obtain(null, msg.what, new SimpleDateFormat("  HH:mm:ss", Locale.getDefault()).format(new Date()));

                calThread.getThreadHandler().sendMessageAtTime(newMsg, SystemClock.uptimeMillis() + 4500);// 从开机到现在的毫秒数（不包括手机睡眠的时间）

            }

        }

    };

    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

        super.onCreate(savedInstanceState);

        String[] array = { "在子线程中的创建Handler前，必须先通过Looper.prepare()初始化Looper",//

                "若要子线程能收到消息，在子线程中的创建Handler后，必须调用Looper.loop()",//

                "开启子线程，并在子线程中创建Handler \n注意：此线程会一直阻塞在Looper.loop()", //

                "在主线程中，通过子线程的Handler向子线程发消息", //

                "将子线程中的收到的消息（不）转发到主线程",//

                "将主线程中的收到的消息（不）转发到子线程",//

                "演示Handler的post方法" };

        for (int i = 0; i < array.length; i++) {

            array[i] = i + "、" + array[i];

        }

        tv_info = new TextView(this);

        tv_info.setTextColor(Color.BLUE);

        tv_info.setTextSize(TypedValue.COMPLEX_UNIT_SP, 16);

        tv_info.setPadding(20, 10, 20, 10);

        getListView().addFooterView(tv_info);

        setListAdapter(new ArrayAdapter<String>(this, android.R.layout.simple_list_item_1, new ArrayList<String>(Arrays.asList(array))));

        calThread = new CalThread();

    }

    @Override

    protected void onListItemClick(ListView l, View v, int position, long id) {

        switch (position) {

        case 0:

            ifLooperPrepare = true;

            break;

        case 1:

            ifLooperLoop = true;

            break;

        case 2:

            calThread.start();

            break;

        case 3:

            String obj = new SimpleDateFormat("yyyy.MM.dd HH:mm:ss", Locale.getDefault()).format(new Date());

            calThread.getThreadHandler().sendMessage(Message.obtain(null, MSG_WHAT_1, obj));//这种方式时，Message.obtain的第一个参数可直接设为null

            //注意，并不是说Message.obtain的第一个参数Handler没有用(其作用是指定msg.target)，而是后面调用sendMessage方法时重新指定了当前Handler为msg.target

            break;

        case 4:

            sendMessageToUi = !sendMessageToUi;

            break;

        case 5:

            sendMessageToZi = !sendMessageToZi;

            break;

        case 6:

            uiHandler.post(new Runnable() {//其实这个Runnable并没有创建什么线程，而是发送了一条消息，当Handler收到此消息后回调run()方法

                        @Override

                        public void run() {

                            tv_info.setText("演示Handler的post方法");

                        }

                    });

            break;

        }

    }

    /** 定义一个线程，用于执行耗时的操作  */

    class CalThread extends Thread {

        private Handler ziHandler;

        public Handler getThreadHandler() {

            return ziHandler;

        }

        @SuppressLint("HandlerLeak")

        public void run() {

            if (ifLooperPrepare) {

                Looper.prepare();//①为当前线程创建唯一的Looper对象  ②在它的构造方法中会创建一个的MessageQueue对象

                //prepare()方法只能被调用一次，否则抛异常；这保证了在一个线程中只有一个Looper实例，同时一个Looper实例也只有一个MessageQueue实例

            }

            ziHandler = new Handler() {//任何线程都可通过此Handler发送信息！

                //在初始化Handler之前必须先调用Looper.prepare()，否则报RuntimeException: Can‘t create handler inside thread that has not called Looper.prepare()

                @Override

                public void handleMessage(Message msg) {

                    Toast.makeText(MainActivity.this, "子线程收到消息：" + msg.obj, Toast.LENGTH_SHORT).show();//在子线程中是可以弹土司的，因为土司机制比较特殊！

                    //在子线程中创建Handler的目的完全是为了和其他线程（包括UI线程）通讯，绝对不是（也不能）更新UI，若要更新UI，还必须通过UI线程才可以！

                    if (sendMessageToUi) {

                        uiHandler.sendMessageDelayed(Message.obtain(msg), 2500);//注意，不能直接把消息转发出去，否则IllegalStateException: This message is already in use

                    }

                }

            };

            if (ifLooperLoop) {

                Looper.loop();//启动一个死循环，不断从MessageQueue中取消息，没有消息则阻塞等待，有则通过将消息传给当前Handler去处理。此方法必须在prepar之后运行

            }

        }

    }

}

简介

Handler 、Looper 、Message 这三者都与Android异步消息处理线程相关的概念。那么什么叫异步消息处理线程呢？

异步消息处理线程启动后会进入一个无限的循环体之中，每循环一次，从其内部的消息队列中取出一个消息，然后回调相应的消息处理函数，执行完成一个消息后则继续循环。若消息队列为空，线程则会阻塞等待。

其实Looper负责的就是创建一个MessageQueue，然后在一个无限循环体中不断从该MessageQueue中读取消息，而消息是由Handler（一个或多个）发送过来的。


基本使用过程：

①在主线程中创建Handler并重写handleMessage()方法
②在子线程利用此Handler发送消息，消息会被发送到主线程的MessageQueue中
③一旦MessageQueue中有新消息，主线程中的 Looper 就会发现此消息，然后就会调用Handler的handleMessage()方法处理此消息



相关名词

UI线程:就是我们的主线程,系统在创建UI线程的时候会初始化一个Looper对象,同时也会创建一个与其关联的MessageQueue;
Handler:作用就是发送与处理信息,如果希望Handler正常工作,在当前线程中要有一个Looper对象
Message:Handler接收与处理的对象
MessageQueue:消息队列,先进先出管理Message,在初始化Looper对象时会创建一个与之关联的MessageQueue;
Looper:每个线程只能够有一个Looper,管理MessageQueue,不断地从中取出Message分发给对应的Handler处理！

Looper详解

首先看其prepare()方法

public static final void prepare() {

        if (sThreadLocal.get() != null) throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");

        sThreadLocal.set(new Looper(true));

    }

ThreadLocal可以在一个线程中存储变量，可以看到，我们将一个Looper的实例放入了ThreadLocal，并且判断了sThreadLocal是否存储过Looper对象，存储过（即.get()不为null）则抛出异常。这也就说明了Looper.prepare()方法不能被调用两次，同时也保证了一个线程中只有一个Looper实例。


下面看其构造方法：

private Looper(boolean quitAllowed) {

        mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);

        mRun = true;

        mThread = Thread.currentThread();

    }

在构造方法中，创建了一个消息队列MessageQueue。


然后我们看loop()方法：

public static void loop() {

        final Looper me = myLooper();//方法体为 return sThreadLocal.get();  即此方法直接返回了sThreadLocal存储的Looper实例

        if (me == null) throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn‘t called on this thread.");//如果me为null则抛出异常，也就是说looper方法必须在prepar()之后运行。

        final MessageQueue queue = me.mQueue;//拿到该looper实例中的消息队列

        Binder.clearCallingIdentity(); // Make sure the identity of this thread is that of the local process, and keep track of what that identity token actually is.  

        final long ident = Binder.clearCallingIdentity();

        //无限循环

        for (;;) {

            Message msg = queue.next(); // might block，取出一条消息，如果没有消息则阻塞等待

            if (msg == null) return;

            Printer logging = me.mLogging; // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger  

            if (logging != null) logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " + msg.callback + ": " + msg.what);

            msg.target.dispatchMessage(msg);//Msg的target其实就是handler对象

            if (logging != null) logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);

            final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();// Make sure that during the course of dispatching the identity of the thread wasn‘t corrupted.  

            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.recycle();//释放消息占据的资源

        }

    }


Looper主要作用：

1、与当前线程绑定，保证一个线程只会有一个Looper实例，同时一个Looper实例也只有一个MessageQueue。
2、执行loop()方法，不断从MessageQueue中取消息，交给消息的target属性的dispatchMessage方法去处理。





大家可能还会问，在Activity中，我们并没有显示的调用Looper.prepare()和Looper.loop()方法，为啥Handler可以成功创建呢？

这是因为在Activity的启动代码中，已经默默的在当前UI线程中调用了Looper.prepare()和Looper.loop()方法。

而如果我们要想在子线程中创建Handler，则必须先调用Looper.prepare()方法，Handler创建后再调用Looper.loop()方法。

Handler详解

使用Handler之前，我们都是初始化一个实例，我们可以在声明的时候直接初始化，或者在onCreate中初始化。

我们首先看Handler的构造方法，看其如何与MessageQueue联系上的，它在子线程中发送的消息（当然可以在任何线程）是怎么发送到MessageQueue中的。

    public Handler() {//我们一般都是使用此无参的构造方法

        this(null, false);

    }

    public Handler(Callback callback, boolean async) {

        if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {

            final Class<? extends Handler> klass = getClass();

            if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) && (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {

                Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " + klass.getCanonicalName());

            }

        }

        mLooper = Looper.myLooper();//获取当前线程保存的Looper实例

        if (mLooper == null) throw new RuntimeException("Can‘t create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");//在初始化Handler之前必须先通过Looper.prepare()方法创建Looper的实例

        mQueue = mLooper.mQueue;//获取这个Looper实例中保存的MessageQueue（消息队列）

        mCallback = callback;

        mAsynchronous = async;

    }


然后看我们最常用的发送消息相关的几个方法

    public final boolean sendMessage(Message msg) {

        return sendMessageDelayed(msg, 0);

    }

    public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {

        Message msg = Message.obtain();

        msg.what = what;

        return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);

    }

    public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis) {

        if (delayMillis < 0) delayMillis = 0;

        return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);

    }

    public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {

        MessageQueue queue = mQueue;

        if (queue == null) {

            RuntimeException e = new RuntimeException(this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");

            Log.w("Looper", e.getMessage(), e);

            return false;

        }

        return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);

    }

辗转反侧最后都是调用了sendMessageAtTime方法，在此方法内部又直接获取MessageQueue，然后调用了enqueueMessage方法

    private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {

        msg.target = this;

        if (mAsynchronous) msg.setAsynchronous(true);

        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);

    }

enqueueMessage中首先为meg.target赋值为this，最后调用queue的enqueueMessage的方法，也就是说handler发出的消息，最终会保存到消息队列中去。【上面我们说了，Looper的loop方法会取出每个msg然后交给msg.arget.dispatchMessage(msg)去处理消息】，也就是说Looper的loop方法会把取出的每个msg通过当前的handler的dispatchMessage回调处理。


下面我们去看一看handler中的这个dispathMessage方法

    public void dispatchMessage(Message msg) {

        if (msg.callback != null) handleCallback(msg);

        else {

            if (mCallback != null) {

                if (mCallback.handleMessage(msg)) return;

            }

            handleMessage(msg);

        }

    }

可以看到，最后调用了handleMessage方法，可实际上这是一个空方法，为什么呢？因为消息的最终回调是由我们控制的，我们在创建handler的时候都是复写handleMessage方法，然后根据msg.what进行消息处理。

Handler的全部方法

构造方法



其他方法



获取消息



移除消息和回调



发送消息



post方法



有时候为了方便，我们会直接写如下代码：
mHandler.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
mTxt.setText("yoxi");//在run方法中可以更新UI
}
});
其实这个Runnable并没有创建什么线程，而是发送了一条消息，下面看源码：
public final boolean post(Runnable r) {
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();//得到了一个Message对象
m.callback = r;//将我们创建的Runable对象作为callback属性，赋值给了此Message
return m;
}
后面的步骤就和handler.sendMessage一样了
可以看到，这里msg的callback和target都有值，那么会执行哪个呢？
其实上面已经贴过代码，就是dispatchMessage方法：如果msg.callback不为null，则执行callback回调，也就是我们定义的Runnable。

总结

1、首先Looper.prepare()在本线程中保存一个Looper实例，然后在该实例中保存一个MessageQueue对象；因为Looper.prepare()在一个线程中只能调用一次，所以MessageQueue在一个线程中只会存在一个。
2、Looper.loop()方法会让当前线程进入一个无限循环，不断从MessageQueue中读取消息，然后回调msg.target.dispatchMessage(msg)方法。
3、Handler的构造方法，会首先得到当前线程中保存的Looper实例，进而与Looper实例中的MessageQueue相关联。
4、Handler的sendMessage方法，会给msg.target赋值为handler自身，然后加入MessageQueue中。
5、在构造Handler实例时，我们会重写handleMessage方法，也就是msg.target.dispatchMessage(msg)最终调用的方法。

来自为知笔记(Wiz)