Android中Thread、Handler、Looper、MessageQueue的原理分析
来源:互联网 发布:movidius 知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 19:34
关于Android中Thread、Handler、Looper、MessageQueue的原理分析 (原文)感觉很好,拿来学习。
在Android开发当中,Thread、Handler、Looper这几个类是特别常见,在刚开始学习Android的时候对这些类可能并不是很清晰。下面我们就一起从源码的角度剖析一下这几个类的工作原理。
Thread
首先是Thread, 我们都知道一个Thread就是一个线程对象,只要在run方法中填写自己的代码然后启动该线程就可以实现多线程操作。例如 :
我们知道,针对上面的代码中,当执行完run中的操作时,整个线程就会结束,并不会一直执行下去。而我们的应用程序会一直执行,除非你退出或者应用程序抛出异常。这又引入了另外一个概念,即消息队列。在Android应用启动时,会默认有一个主线程(UI线程),在这个线程中会关联一个消息队列,所有的操作都会被封装成消息然后交给主线程来处理。为了保证主线程不会主动退出,会将取消息的操作放在一个死循环中,这样程序就相当于一直在执行死循环,因此不会退出。示例图如下 :
Android应用程序的入口为ActivityThread.main方法,详情请参考Android应用程序进程启动过程的源代码分析,UI线程的消息循环就是在这个方法中创建的,源码如下:
执行ActivityThread.main方法后,应用程序就启动了,并且会一直从消息队列中取消息,然后处理消息。那么系统是如何将消息投递到消息队列中的?又是如何从消息队列中获取消息并且处理消息的呢? 答案就是Handler。
Handler
在我们在子线程中执行完耗时操作后很多情况下我们需要更新UI,但我们都知道,不能在子线程中更新UI。此时最常用的手段就是通过Handler将一个消息post到UI线程中,然后再在Handler的handleMessage方法中进行处理。但是有一个点要注意,那就是该Handler必须在主线程中创建!!简单示例如下:为什么必须要这么做呢?其实每个Handler都会关联一个消息队列,消息队列被封装在Lopper中,而每个Looper又会关联一个线程(ThreadLocal),也就是每个消息队列会关联一个线程。Handler就是一个消息处理器,将消息投递给消息队列,然后再由对应的线程从消息队列中挨个取出消息,并且执行。默认情况下,消息队列只有一个,即主线程的消息队列,这个消息队列是在ActivityThread.main方法中创建的,通过Lopper.prepareMainLooper()来创建,然后最后执行Looper.loop()来启动消息循环。那么Handler是如何关联消息队列以及线程的呢?我们看看如下源码 :
从Handler默认的构造函数中我们可以看到,Handler会在内部通过Looper.getLooper()来获取Looper对象,并且与之关联,最重要的就是消息队列。那么Looper.getLooper()又是如何工作的呢?我们继续往下看.
我们看到myLooper()方法是通过sThreadLocal.get()来获取的,关于ThreadLocal的资料请参考ThreadLocal多线程实例详解。那么Looper对象又是什么时候存储在sThreadLocal中的呢? 眼尖的朋友可能看到了,上面贴出的代码中给出了一个熟悉的方法,prepareMainLooper(),在这个方法中调用了prepare()方法,在这个方法中创建了一个Looper对象,并且将该对象设置给了sThreadLocal。这样,队列就与线程关联上了!!!不同的线程是不能访问对方的消息队列的。再回到Handler中来,消息队列通过Looper与线程关联上,而Handler又与Looper关联,因此Handler最终就和线程、线程的消息队列关联上了。这就能解释上面提到的问题了,“为什么要更新UI的Handler必须要在主线程中创建?”。就是因为Handler要与主线程的消息队列关联上,这样handleMessage才会执行在UI线程,此时更新UI才是线程安全的!!!
Looper与MessageQueue
创建了Looper后,如何执行消息循环呢?通过Handler来post消息给消息队列( 链表 ),那么消息是如何被处理的呢?答案就是在消息循环中,消息循环的建立就是通过Looper.loop()方法。源码如下 :
可以看到,loop方法中实质上就是建立一个死循环,然后通过从消息队列中挨个取出消息,最后处理消息的过程。对于Looper我们总结一下 : 通过Looper.prepare()来创建Looper对象(消息队列封装在Looper对象中),并且保存在sThreadLoal中,然后通过Looper.loop()来执行消息循环,这两步通常是成对出现的!!
最后我们看看消息处理机制,我们看到代码中第4步通过msg.target.dispatchMessage(msg)来处理消息。其中msg是Message类型,我们看源码 :
从源码中可以看到,target是Handler类型。实际上就是转了一圈,通过Handler将消息投递给消息队列,消息队列又将消息分发给Handler来处理。我们继续看可以看到,dispatchMessage只是一个分发的方法,如果Runnable类型的callback为空则执行handlerMessage来处理消息,该方法为空,我们会将更新UI的代码写在该函数中;如果callback不为空,则执行handleCallback来处理,该方法会调用callback的run方法。其实这是Handler分发的两种类型,比如我们post(Runnable callback)则callback就不为空,当我们使用Handler来sendMessage时通常不会设置callback,因此也就执行handlerMessage这个分支。我们看看两种实现 :
可以看到,在post(Runnable r)时,会将Runnable包装成Message对象,并且将Runnable对象设置给Message对象的callback字段,最后会将该Message对象插入消息队列。sendMessage也是类似实现 : 不管是post一个Runnbale还是Message,都会调用sendMessageDelayed(msg, time)方法。
子线程中创建Handler为何会抛出异常 ?
我们可以看到,当mLooper对象为空时,抛出了该异常。这是因为该线程中的Looper对象还没有创建,因此sThreadLocal.get()会返回null。解决方法如下 :
总结
在应用启动时,会开启一个主线程(UI线程),并且启动消息循环,应用不停地从该消息队列中取出、处理消息达到程序运行的效果。Looper对象封装了消息队列,Looper对象是ThreadLocal的,不同线程之间的Looper对象不能共享与访问。而Handler通过与Looper对象绑定来实现与执行线程的绑定,handler会把Runnable(包装成Message)或者Message对象追加到与线程关联的消息队列中,然后在消息循环中挨个取出消息,并且处理消息。当Handler绑定的Looper是主线程的Looper,则该Handler可以在handleMessage中更新UI,否则更新UI则会抛出异常!- Android中Thread、Handler、Looper、MessageQueue的原理分析
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