Android Handler Message Looper机制原理

  在Android中谈到Handler，我们首先来讲一下Handler的机制和原理

     1、Handler机制原理

 

        Handler:主要是用来处理发送和接收消息的，作用是把消息加入特定的（Looper）消息队列中，并分发和处理该消息队列中的消息。构造Handler的时候可以指定一个Looper对象，通过Handler对象我们可以封装Message对象，然后通过sendMessage(msg)把Message对象添加MessageQueue中；当MessageQueue循环到该Message时，就会调用该Message对象对应的handler对象的handleMessage()方法对其进行处理。

     在主线程通过Handler handler  = new Handler();即使用默认构造函数构造Handler时，是默认使用主线程的Looper对象，通过这种方式构造的Handler是属于主线程的，也就是Handler和Looper是绑定在一起的，如果构造Handler时指定一个新线程的Looper对象，则该Handler对象是属于该子线程的。

     每个Android应用程序都运行在一个dalvik虚拟机进程中，进程开始的时候会启动一个主线程(MainThread)，主线程负责处理和ui相关的事件，因此主线程通常又叫UI线程。而由于Android采用UI单线程模型，所以只能在主线程中对UI元素进行操作。如果在非UI线程直接对UI进行了操作，则会报错，Handler是需要在主线程中进行初始化的。为什么要这么说呢，因为你在自己new一个新线程中去简单建立一个Handler，程序执行是会报错的：

 

java.lang.RuntimeException: Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()    atandroid.os.Handler.<init>(Handler.java:121)at com.cao.android.demos.handles.HandleTestActivity$MyThread$1.<init>(HandleTestActivity.java:86)     at com.cao.android.demos.handles.HandleTestActivity$MyThread.run(HandleTestActivity.java:86

    为什么在主线程中不会报错，而在自己新建的线程中就会报这个错误呢？很简单，因为主线程它已经建立了Looper，因为主线程默认有一个自己的Looper对象和Message对象，非主线程默认是没有自己的Looper，需要自己去创建：通过Looper.prepare创建一个Looper对象，以及 Looper.loop()创建消息循环队列；在新线程（非主线程）中创建Handler对象，有两种方法实现：

（1）创建Handler之前通过 Looper.prepare()方法创建Looper对象

class MyThread extends Thread {   public void run() {           Log.d(Constant.TAG, MessageFormat.format("Thread[{0}]-- run...", Thread .currentThread().getName()));       //非主线程中新建一个handler       Looper.prepare();// 创建该线程的Looper对象，用于接收消息,在非主线程中是没有looper的所以在创建handler前一定要使用prepare()创建一个Looper       Handler myThreadHandler = new Handler() {          public void handleMessage(android.os.Message msg) {       Log.d(Constant.TAG, MessageFormat.format("Thread[{0}]--myThreadHandler handleMessage run...",       Thread .currentThread().getName()));                                }        Looper.myLooper().loop();//建立一个消息循环，该线程不会退出                             };  } }

 

（2）使用主线程的Looper对象，因为每个主线程默认已经创建了自己的Looper对象

class MyThread extends Thread {   public void run() {           Log.d(Constant.TAG, MessageFormat.format("Thread[{0}]-- run...", Thread .currentThread().getName()));       Handler threadMainLoopHandler = new Handler(Looper.getMainLooper()) {            //该handleMessage方法将在mainthread中执行              public void handleMessage(android.os.Message msg) {           Log.d(Constant.Tag,MessageFormat.format("Thread[{0}]--threadMainLoopHandler handleMessage run...",    Thread.currentThread().getName()));                                             }          };                 } }

（3）小结

  （1）和（2）的最主要区别在于：（1）的Handler对象属于子线程，其handleMessage是在子线程中执行，而（2）的Handler是属于主线程的，因为它和主线程的Looper.getMainLooper()) 对象绑定在一起的，所以在handleMessage方法中不要做复杂耗时的操作如网络、IO操作等，否则会阻塞UI线程，造成ANR现象。
 

    熟悉了Handler、Looper机制的原理之后，接下来对于如何通过Handler来实现异步处理就更容易理解了，首先我们看一个通过Handler和Runnable来实现一个类似的计算器功能：

2、Handler+runable（可以实现类似一个计数器的功能，注意与下面3的区别，是同步还是异步方式呢？）

      Handler对象在进行初始化的时候，会默认的自动绑定消息队列。利用类post方法，可以将Runnable对象发送到消息队列中，按照队列的机制按顺序执行不同的Runnable对象中的run方法。

1.public class HandlerActivity extends Activity {  2.    /** Called when the activity is first created. */ 3.    //声明两个按钮控件  4.    private Button startButton = null;  5.    private Button endButton = null;  6.    @Override 7.    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  8.        super.onCreate(savedInstanceState);  9.        setContentView(R.layout.main);  10.        //根据控件的ID得到代表控件的对象，并未这两个按钮设置相应的监听器  11.        startButton = (Button)findViewById(R.id.startButton);  12.        startButton.setOnClickListener(new StartButtonListener());  13.        endButton = (Button)findViewById(R.id.endButton);  14.        endButton.setOnClickListener(new EndButtonListener());  15.          16.    }  17.    class StartButtonListener implements OnClickListener{  18. 19.        @Override 20.        public void onClick(View v) {  21.            //调用Handler的post方法，将要执行的线程对象添加到队列当中  22.            handler.post(updateThread);  23.        }  24.          25.    }  26.      27.    class EndButtonListener implements OnClickListener{  28. 29.        @Override 30.        public void onClick(View v) {  31.            handler.removeCallbacks(updateThread);  32.        }  33.          34.    }  35.    //创建一个Handler对象  36.    Handler handler  = new Handler();  37.    //将要执行的操作写在线程对象的run方法当中  38.    Runnable updateThread =  new Runnable(){  39. 40.        @Override 41.        public void run() {  42.            System.out.println("UpdateThread");  43.            //在run方法内部，执行postDelayed或者是post方法  44.            handler.postDelayed(updateThread, 3000);  45.        }  46.          47.    };  48.} 

 

3、通过Handler来实现异步处理的2种方式

   3.1  采用Thread+ handler Message 方式

 

      Thread+ handler Message 方式 即 ：线程开启，采用Message传递后台（子）线程和UI主线程之间的信息，UI线程收到信息之后，进行更新UI的操作。 

 

public class handlerTestActivity extends Activity{    private ProgressBar bar = null;    private boolean isRunning = false;        /* 我们为这个Acivity创建一个用于和后台程序通信的handler，简单地，只要一收到message，就将progressbar进度增加5。*/    /* 步骤1：创建Handler，并通过handleMessage()给出当收到消息是UI需要进行如何处理，例子简单不对msg的内容进行分析*/    Handler handler= new Handler(){        public void handleMessage(Message msg) {            bar.incrementProgressBy(5);        }    };        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.chapter_15_test1);        bar=(ProgressBar)findViewById(R.id.c15_progress);    }    /*on Start是UI初始化并显示时调用*/    protected void onStart() {        super.onStart();        bar.setProgress(0);        /*步骤2：建立后台线程处理，采用Thread，其中run()的内容，就是线程并行处理的内容，Thread是Runnable的implements*/        Thread background = new Thread(new Runnable(){            public void run() {                try{                    for(int i = 0; i < 20 && isRunning; i ++){                        Thread.sleep(1000);                        /* 步骤2.1：发送Message到队列中，参数中的obtainMessage()是用于给出一个新Message，本例无参数，对应的在handler在队列中收到这条消息时，则通过handleMessage()进行处理*/                        handler.sendMessage(handler.obtainMessage());                    }                }catch(Throwable t){                    //jest end the thread                }            }                    });        isRunning = true;       /*步骤3：启动线程*/        background.start();    }    /*onStop是UI停止显示时调用，例如我们按了返回键*/    protected void onStop() {        super.onStop();        isRunning = false;    }  }

3.2  Handler 和多线程处理方式，采用 Handler Post 、Runnable来实现(注意和2的区别)

      Handler Post方法虽然发送的是一个实现了Runnable接口的类对象，但是它并非创建了一个新线程，而是执行了该对象中的run方法。也就是说，整个run中的操作和主线程处于同一个线程。

     这样对于那些简单的操作，似乎并不会影响。但是对于耗时较长的操作，当它被加入到消息队列中之后执行会占用很长的时间，以至于处于同一线程的其他操作无法继续执行，就会出现“假死”。为了解决这个问题，就需要使得handler绑定到一个新开启线程的消息队列上，在这个处于另外线程的上的消息队列中处理传过来的Runnable对象和消息。SDK文档中也提供了相关说明：

  

1.public class HandlerTest2 extends Activity {  2. 3.    @Override 4.    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  5.        // TODO Auto-generated method stub  6.    super.onCreate(savedInstanceState);  7.    setContentView(R.layout.main);  8.    //打印了当前线程的ID  9.    System.out.println("Activity-->" + Thread.currentThread().getId());  10.11.    //生成一个HandlerThread对象  12.    HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("handler_thread");  13.    //在使用HandlerThread的getLooper()方法之前，必须先调用该类的start()，同时开启一个新线程;  14.    handlerThread.start();15.    //将由HandlerThread获取的Looper传递给Handler对象，即由处于另外线程的Looper代替handler初始化时默认绑定的消息队列来处理消息。  16.   //自定义Handler17.    MyHandler myHandler = new MyHandler(handlerThread.getLooper());  18.    Message msg = myHandler.obtainMessage();  19.    //将msg发送到目标对象，所谓的目标对象，就是生成该msg对象的handler对象  20.    Bundle b = new Bundle();  21.    b.putInt("age", 20);  22.    b.putString("name", "Jhon");  23.    msg.setData(b);  24.    msg.sendToTarget();//将msg发送到myHandler25.    }  26.      27.    //自定义Handler类28.    class MyHandler extends Handler{  29.    public MyHandler(){  30.              31.    }  32.    33.    public MyHandler(Looper looper){  34.        super(looper);  35.    }  36.    //这里的handleMessage将在子线程handlerThread中执行而不是在主线程中执行37.    @Override 38.    public void handleMessage(Message msg) {  39.        Bundle b = msg.getData();  40.        int age = b.getInt("age");  41.      String name = b.getString("name");  42.     System.out.println("age is " + age + ", name is" + name);  43.System.out.println("Handler--->" + Thread.currentThread().getId());          System.out.println("handlerMessage");  44.        }  45.    }  46.}