深入理解之 Android Handler

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() {@Overridepublic 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。