深入理解Android中Handler机制
来源:互联网 发布:卡通人物制作的软件 编辑:程序博客网 时间:2024/05/18 14:13
对于一位Android开发者来说,对Handler
、Looper
、Message
三个乖宝贝应该再熟悉不过了,这里我们先简单介绍下这三者的关系,之后再用Looper.loop
方法做点有意思的事情,加深对运行循环的理解。
一、源码理解Handler
、Looper
、Message
通常我们在使用Handler
时会在主线程中new出一个Handler
来接收消息,我们来看下Handler
源码:
/** * Default constructor associates this handler with the {@link Looper} for the * current thread. * * If this thread does not have a looper, this handler won't be able to receive messages * so an exception is thrown. */ public Handler() { this(null, false); }
在源码注释中说到默认的构造方法创建Handler
,会从当前线程中取出Looper
,如果当前线程没有Looper
,这个Handler
不能够接收到消息并会抛出异常。
我们继续点进去:
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()); } } //获取Looper 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; mAsynchronous = async; }
/** * 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();//从ThreadLocal中获取 }
既然Looper
是从ThreadLocal
中获取的,那必然有时机要存进去,我们看下Looper
是什么时候存进去的:
/** Initialize the current thread as a looper. * This gives you a chance to create handlers that then reference * this looper, before actually starting the loop. Be sure to call * {@link #loop()} after calling this method, and end it by calling * {@link #quit()}. */ public static void prepare() { prepare(true); } private static void prepare(boolean quitAllowed) { if (sThreadLocal.get() != null) { throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread"); } sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed)); }
也就是说我们在调用Looper. prepare
方法时会创建Looper
并存入ThreadLocal
中,注意默认quitAllowed
参数都为true,也就是默认创建的Looper
都是可以退出的,我们可以点进去看看:
private Looper(boolean quitAllowed) { mQueue = new MessageQueue(quitAllowed); mThread = Thread.currentThread(); } //进去MessageQueue.java MessageQueue(boolean quitAllowed) { mQuitAllowed = quitAllowed; mPtr = nativeInit(); }
⚠️注意:MessageQueue
的成员变量mQuitAllowed
,在调用Looper.quit
方法时会进入MessageQueue
对mQuitAllowed
进行判断,可以简单看下源码,后面会再说到:
//MessageQueue.javavoid quit(boolean safe) { //如果mQuitAllowed为false,也就是不允许退出时会报出异常 if (!mQuitAllowed) { throw new IllegalStateException("Main thread not allowed to quit."); } synchronized (this) { if (mQuitting) { return; } mQuitting = true; if (safe) { removeAllFutureMessagesLocked(); } else { removeAllMessagesLocked(); } // We can assume mPtr != 0 because mQuitting was previously false. nativeWake(mPtr); } }
看到这里我们应该是有疑问的,
- 第一个疑问:默认我们调用
Looper.prepare
方法时mQuitAllowed
变量都为true的,那它什么时候为false?又是被如何设为false的?- 第二个疑问:我们在创建
Handler
时,并没有往ThreadLocal
中存Looper
,而却直接就取出了ThreadLocal
中的Looper
,那么这个Looper
是什么时候创建并存入的?
这里就要说到ActivityThread
中main
方法了。Zygote进程孵化出新的应用进程后,会执行ActivityThread
类的main
方法。在该方法里会先准备好Looper
和消息队列,并将Looper
存入ThreadLocal
中,然后调用attach
方法将应用进程绑定到ActivityManagerService
,然后进入loop循环,不断地读取消息队列里的消息,并分发消息。
//ActivityThread public static void main(String[] args) { SamplingProfilerIntegration.start(); // CloseGuard defaults to true and can be quite spammy. We // disable it here, but selectively enable it later (via // StrictMode) on debug builds, but using DropBox, not logs. CloseGuard.setEnabled(false); Environment.initForCurrentUser(); // Set the reporter for event logging in libcore EventLogger.setReporter(new EventLoggingReporter()); Process.setArgV0("<pre-initialized>"); //创建主线程的阻塞队列 Looper.prepareMainLooper(); // 创建ActivityThread实例 ActivityThread thread = new ActivityThread(); //执行初始化 thread.attach(false); if (sMainThreadHandler == null) { sMainThreadHandler = thread.getHandler(); } AsyncTask.init(); if (false) { Looper.myLooper().setMessageLogging(new LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread")); } //开启循环 Looper.loop(); throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited"); }
我们看下开启的loop循环吧:
/** * Run the message queue in this thread. Be sure to call * {@link #quit()} to end the loop. */ public static void loop() { final Looper me = myLooper(); if (me == null) { throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread."); } final MessageQueue queue = me.mQueue; // Make sure the identity of this thread is that of the local process, // and keep track of what that identity token actually is. Binder.clearCallingIdentity(); final long ident = Binder.clearCallingIdentity(); for (;;) { Message msg = queue.next(); // might block if (msg == null) { // No message indicates that the message queue is quitting. return; } // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger Printer logging = me.mLogging; if (logging != null) { logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " + msg.callback + ": " + msg.what); } //注意这里 msg.target为发送msg的Handler msg.target.dispatchMessage(msg); if (logging != null) { logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback); } // Make sure that during the course of dispatching the // identity of the thread wasn't corrupted. final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity(); 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.recycleUnchecked(); } }
Looper.loop
方法内部是个死循环(for(;;))。queue.next();
是从阻塞队列里取走头部的Message,当没有Message时主线程就会阻塞。view绘制,事件分发,activity启动,activity的生命周期回调等等都是一个个的Message,系统会把这些Message插入到主线程中唯一的queue中,所有的消息都排队等待主线程的执行。
回过来我们捋一下思路,首先,我们在主线程中创建了Handler
,在Handler
的构造方法中会判断是否创建了Looper
,由于在ActivityThread.main
方法中我们初始化了Looper
并将其存入ThreadLocal
中,所以可以正常创建Handler
。(而如果不是在主线程中创建Handler
,则需要在创建之前手动调用Looper.prepare
方法。)在Looper
的构造方法中创建了MessageQueue
消息队列用于存取Message。然后,Handler.sendMessage
发送消息,在queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis)
方法中将Message存入MessageQueue
中,并最终在Loop.loop
循环中取出消息调用msg.target.dispatchMessage(msg);
也就是发送消息的Handler
的dispatchMessage
方法处理消息,在dispatchMessage
最终调用了handleMessage(msg);
方法。这样我们就可以正常处理发送到主线程的消息了。
二、用Looper搞事情
- 异步任务时阻塞线程,让程序按需要顺序执行
- 判断主线程是否阻塞
- 防止程序异常崩溃
1. 异步任务时阻塞线程,让程序按需要顺序执行
在处理异步任务的时候,通常我们会传入回调来处理请求成功或者失败的逻辑,而我们通过Looper
处理消息机制也可以让其顺序执行,不使用回调。我们来看下吧:
String a = "1"; public void click(View v){ new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { //模拟耗时操作 SystemClock.sleep(2000); a = "22"; mHandler.post(new Runnable() { @Override public void run() { mHandler.getLooper().quit(); } }); } }).start(); try{ Looper.loop(); }catch (Exception e){ } Toast.makeText(getApplicationContext(),a,Toast.LENGTH_LONG).show(); }
当点击按钮的时候我们开启线程处理耗时操作,之后调用Looper.loop();
方法处理消息循环,也就是说主线程又开始不断的读取queue中的Message并执行。这样当执行mHandler.getLooper().quit();
时会调用MessageQueue
的quit
方法:
void quit(boolean safe) { if (!mQuitAllowed) { throw new IllegalStateException("Main thread not allowed to quit."); } ...}
这个就到了之前我们分析的变量mQuitAllowed
,主线程不允许退出,这里会抛出异常,而最终这段代码是在Looper.loop
方法中获取消息调用msg.target.dispatchMessage
执行的,我们将Looper.loop
的异常给捕获住了,从而之后代码继续执行,弹出Toast。
2. 判断主线程是否阻塞
一般来说,Loop.loop
方法中会不断取出Message,调用其绑定的Handler在UI线程进行执行主线程刷新操作。
if (logging != null) { logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " + msg.callback + ": " + msg.what); } //注意这里 msg.target为发送msg的Handler msg.target.dispatchMessage(msg); if (logging != null) { logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback); }
也就是这里,基本上可以说msg.target.dispatchMessage(msg);
我们可以根据这行代码的执行时间来判断UI线程是否有耗时操作。
在msg.target.dispatchMessage(msg);
前后,分别有logging
判断并打印>>>>> Dispatching to
和<<<<< Finished to
的log,我们可以设置logging
并打印相应时间,基本就可以判断消耗时间。
Looper.getMainLooper().setMessageLogging(new Printer() { private static final String START = ">>>>> Dispatching"; private static final String END = "<<<<< Finished"; @Override public void println(String x) { if (x.startsWith(START)) { //开始 } if (x.startsWith(END)) { //结束 } } });
3. 防止程序异常崩溃
既然主线程异常事件最终都是在Looper.loop
调用中发生的,那我们在Looper.loop
方法中将异常捕获住,那主线程的异常也就不会导致程序异常了:
private Handler mHandler = new Handler(); @Override protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.layout_test); mHandler.post(new Runnable() { @Override public void run() { while (true){ try{ Looper.loop(); }catch (Exception e){ } } } }); } public void click2(View v){ int a = 1/0;//除数为0 运行时报错 }
主线程的所有异常都会从我们手动调用的Looper.loop
处抛出,一旦抛出就会被try{}catch
捕获,这样主线程就不会崩溃了。此原理的开源项目:Cockroach,有兴趣可以看下具体实现。
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