Handler,Looper以及HandlerThread的解析

Handler,Looper以及HandlerThread的解析                                                        

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1.前言

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之前在工作过程中，都是以写笔记的形式，记录一些开发中遇到的问题，以及平时学习的心德和成果。后来发现，写给自己看的笔记大多过于简洁，或者排版不雅观，导致再次去复习巩固的时候，可阅读性较差。也没法和大家一起共享和探讨到我写的内容，所以决定用订阅号的形式去改进一下自己的学习记录的方式，博客以及GitHub也会相应同步。希望大家多多支持。今天要分析的是在开发中或是在面试中非常常用也非常重要的Handler.以及和它相关的Looper,它俩的关系，以及HandlerThread的分析。

2.概述

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就应用程序而言，Android系统中的Java的应用程序和其他系统上相同，都是靠消息驱动来工作的，它们大致的工作原理如下：

1. 有一个消息队列，可以往这个消息队列中投递消息。

2. 有一个消息循环，不断从消息队列中取出消息，然后处理。
   

我们可以用下面这个图来展示这个工作过程：

从图中可以看出：

1.事件源把待处理的消息加入到消息队列中，一般是加至队列尾部，一些优先级高的消息也可以加至队列头，事件源提交的消息可以是按键，触摸屏等物理事件产生的消息，也可以是系统或应用程序本身发出的请求消息。

2.处理线程不断从消息队列头中取出消息并处理，事件源可以把优先级高的消息放到队列头，这样，优先级高的消息就会首先被处理。

在Android系统中，这些工作主要就是由Looper和Handler来实现的。

3.Looper分析

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首先我们先看一下Looper的源码：

上图是Looper的所有成员变量，我们可以看出一共有四个比较重要的成员变量.

1. 它封装了一个消息队列mQueue，

2. 里面有一个mThread即Looper当前所在的Thread。

3. ThreadLocal,是 java中的线程局部变量类，全名是Thread Local Variable ，它的实现应该是和操作系统提供的线程本地存储(TLS)有关系，这里就不做深究，总之，该类有两个关键函数set:设置调用线程的局部变量。get:获取调用线程的局部变量.

4. sMainLooper即当前初始化时暂存在ThreadLocal的looper.

再看一下Looper里面最重要的两个函数，prepare()和loop()。下面是prepare的源码：

从上图我们可以看到prepare其实就是构造了一个Looper对象。设置到调用线程的局部变量中去，而Looper对象内部封装了一个消息队列。也就是说，prepare函数通过ThreadLocal机制，巧妙地把Looper和调用线程关联在了一起，那它为什么要这样做的，我们再看一下Looper的另外一个重要的函数loop()，下面是源码：

通过上面的源码我们其实就很清楚Looper到底是干什么的，它封装了一个消息队列，接收事件源传递过来的消息，Looper的prepare函数把这个Looper和调用prepare的线程（也就是最终处理的线程绑定在一起了）。该处理的线程调用loop函数，处理来自该消息队列的消息。好，那么问题来了，事件源是怎么向Looper消息队列添加消息的呢？我们接下来看看Handler。

4.Handler分析

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首先我们先看一下Handler的成员变量和构造方法：

从上图其实我们可以看出，Handler构造方法里面是需要Looper的，当我们没有传入Looper的时候是从Looper.myLooper(),里面获取的，而Looper.myLooper()我们从之前的源码里看到，是在looper.prepare()的时候初始化的，所以Handler的实例化必须是在looper.prepare()之后的。那么问题来了，一些同学肯定会疑问，为啥我在Activity里面new Handler()的时候从来没有prepare()过呢。我们回看一下Looper里面的一个方法：

通过注释我们可以看出，在我们的主线程中android会自动帮我们建立一个looper。那么问题又来了，我们之前看到Looper.loop()方法是一个死循环，Android的主线程里面竟然存在一个死循环，为什么不报ANR？这里其实就是Handler的一个精华问题所在。源码太长我就不贴了，大家可以看一下ActivityThread，和ApplicationThread的源码，其中ApplicationThread是负责发送消息的可以详细看一下，可以发现其实我们Activity中所有的生命周期方法全部都是由Handler和Looper和消息队列构造的，之后就没有其他代码了，所以不存在ANR的问题，所以你每次点击一个view其实都是一次Handler传输。怪不得每次面试都逃不开Handler，看来还是有原因的。

好了，言归正传，继续看Handler的构造方法，从上面的构造方法可以现，Handler中的消息队列变量最终会指向Looper的消息队列，Handler为何要如此做呢？在回答这个问题之前我先来问一个问题，怎么往Looper的消息队列里面插入消息呢？如果没有不知道Handler，还有另外一个比较原始的方法可以插入消息：

1.调用Looper的myQueue，它将返回消息队列的对象MessageQueue,

2.构造一个Message,填充它的成员，尤其是target变量。

3.调用MessageQueue的enqueueMessage，将消息插入消息队列。

这种原始的方法特别麻烦，而且容易出错，但有了Handler后，我们的工作就变得很简单了，它更像一个辅助类，指向消息队列的辅助类，帮我们简化了工作。Handler提供了一些函数，帮助我们完成创建消息和插入消息队列，大家可以看一下API就能一目了然。接下来我们看看Handler是如何处理消息的。

5.Handler的消息处理

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刚才我们往Looper的消息队列中加入了一个消息，按照Looper的处理规则，它在获取消息后调用了target的dispatchMessage函数，先看源码

这里的处理消息的优先级一目了然。

1. Message如果自带了callback处理，则交给callback；
   

2. Handler如果设置了全局的mCallback则交给mCallback处理。

3. 如果上述都没有，则交给handler子类实现的handlerMessage来处理。

通常情况下都是用第三种方式来处理。好了Handler的消息处理基本就是这样。接下来我们再看一个比较重要的线程HandlerThread.

6.HandlerThread介绍

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为什么要介绍这个呢，我先给大家举一个例子，请看代码：

这是我写的一个例子，代码很简单：

1. 在主线程中创建了一个子线程，并且子线程通过Looper处理消息。

2. 主线程中得到子线程的Looper,并且根据这个Looper创建一个Handler,这样发送给该Handler的消息由子线程处理。

   
   

很可惜上面的代码是有问题的。在onCreate生命周期的lpThread.myLooper；这里是有很大的问题的，因为myLooper的创建是在主线程中的而赋值却是在子线程中进行的，很有可能子线程还没有给他赋值，而主线程就取到myLooper的初值了，也就是null 。这是一个很常见的Handler和Looper的同步问题。有些同学可能会说那就直接 Handler handler=new Handler(Looper.myLooper())；但是这样调用返回的是主线程的Looper而不是我们想要的子线程的，对于这个问题，HandlerThread就能完美解决。我们来看一下HandlerThread是怎么解决的，

主线程调用getLooper()来获取新的Looper,HandlerThread运行run函数，looper就在这里创建，其实写法很简单，就是用了一个wait()在还没有的时候等一下，在有的时候notifyAll一下唤醒，就解决了我们的难题，为了避免重复发明轮子，大家还是多用HandlerThread类吧~

好了。今天就说到这了，大家有什么问题欢迎留言，非常感谢~~

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