Android Handler如何实现线程间通信,源码分析。
来源:互联网 发布:python培训班 编辑:程序博客网 时间:2024/05/17 22:43
源码分析Android Handler是如何实现线程间通信的
Handler作为Android消息通信的基础,它的使用是每一个开发者都必须掌握的。开发者从一开始就被告知必须在主线程中进行UI操作。但Handler是如何实现线程间通信的呢?本文将从源码中分析Handler的消息通信机制。
0x00 Handler使用
首先看看我们平时是如何使用的Handler
的。先看看以下代码
//定义HandlerHandler mHandler = new Handler(){ public void handleMessage(Message msg){ switch(msg.what){ case UPDATE_UI: updateUI(msg); break; } }};class MyThread extends Thread{ public void run(){ //do same work! ... //send message Message msg = mHandler.obtainMessage(UPDATE_UI); mHandler.sendMessage(msg); }}private void updateUI(Message msg){ //update UI}
在子线程中sendMessage(Message)
发送消息,然后在Handler的handleMessage(Message)
接收消息,执行更新UI操作。那么Handler
是如何把消息从MyThread
传递到MainThread
中来呢?我们从sendMessage()
开始慢慢揭开它的面纱。
0x01 sendMessage(Message)
public final boolean sendMessage(Message msg){ return sendMessageDelayed(msg, 0);}...public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis){ if (delayMillis < 0) { delayMillis = 0; } return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);}...public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) { MessageQueue queue = mQueue; if (queue == null) { RuntimeException e = new RuntimeException( this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue"); Log.w("Looper", e.getMessage(), e); return false; } return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);}...private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) { msg.target = this; if (mAsynchronous) { msg.setAsynchronous(true); } return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);}
我们发现调用sendMessage()
方法最后都走到enqueueMessage()
这个方法,一开始就把当前Handler
实例赋给了Message.target
的属性里面,后面可以知道这个target
是用来执行处理函数回调的。
enqueueMessage
方法是把Message
信息放入到一个MessageQueue
的队列中。顾名思义MessageQueue
就是消息队列。从sendMessageAtTime()
方法知道这个MessageQueue
是Handler
中的一个成员。它是在Handler
的构造函数中通过Loopger
对象来初始化的。
0x02 Handler构造函数
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()); } } 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;}
这时候我们脑海知道创建Handler
的时候,同时也创建了Looper
实例和MessageQueue
引用(MessageQueue
对象其实是在Looper
中构造的)。Looper
是何物呢?简单地说就是消息循环,这个我们稍后会分析。
0x03 enqueueMessage(MessageQueue)
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) { if (msg.target == null) { throw new IllegalArgumentException("Message must have a target."); } if (msg.isInUse()) { throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use."); } synchronized (this) { if (mQuitting) { IllegalStateException e = new IllegalStateException( msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread"); Log.w(TAG, e.getMessage(), e); msg.recycle(); return false; } msg.markInUse(); msg.when = when; Message p = mMessages; boolean needWake; if (p == null || when == 0 || when < p.when) { // New head, wake up the event queue if blocked. msg.next = p; mMessages = msg; needWake = mBlocked; } else { // Inserted within the middle of the queue. Usually we don't have to wake // up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue // and the message is the earliest asynchronous message in the queue. needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous(); Message prev; //这里把消息插入到队列中 for (;;) { prev = p; p = p.next; if (p == null || when < p.when) { break; } if (needWake && p.isAsynchronous()) { needWake = false; } } msg.next = p; // invariant: p == prev.next prev.next = msg; } // We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false. if (needWake) { nativeWake(mPtr); } } return true;}
在MessageQueue
中可以看到这个入列方法中有一个for
循环就是把当前的需要处理Message
放到队列的合适位置。因为需要处理的Message
对象都有一个开始处理的时间when
,这个队列是按照when
排序的。
至此,Handler
调用sendMessage()
方法后就把Message
消息通过enqueueMessage()
插入MessageQueue
队列中。
而这个MessageQueue
是在Looper
中维护的。
0x04 prepare()创建Looper
在0x02中我们知道创建Handler
时就使用静态方法Looper.myLooper()
得到当前线程的Looper
对象。
/** * Return the Looper object associated with the current thread. Returns * null if the calling thread is not associated with a Looper. */public static @Nullable Looper myLooper() { return sThreadLocal.get();}
sThreadLocal
是一个ThreadLocal
类型的静态变量。什么时候会把Looper
对象放在sThreadLocal
中呢?通过prepare()
方法。
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));}
继续翻阅源码知道Looper
在构造函数中创建MessageQueue
对象
private Looper(boolean quitAllowed) { mQueue = new MessageQueue(quitAllowed); mThread = Thread.currentThread();}
调用prepare()
方法将一个Looper
对象放在了静态的ThreadLocal
对象中。这个是一个与线程绑定的对象,且在内存中仅保存了一份引用。
使用ThreadLocal
对象这一点非常巧妙,也非常重要,这是线程间通信的基础。即在线程中调用prepare()
时就在该线程中绑定了Looper
对象,而Looper
对象中拥有MessageQueue
引用。所以每个线程都有一个消息队列。
这样Handler
、Looper
、MessageQueue
这几个类关系大概就可以画出来了。
0x05 启动循环loop()
/** * 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(); //这里执行消息队列循环 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 final Printer logging = me.mLogging; if (logging != null) { logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " + msg.callback + ": " + msg.what); } final long traceTag = me.mTraceTag; if (traceTag != 0 && Trace.isTagEnabled(traceTag)) { Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg)); } //执行处理消息的回调 try { msg.target.dispatchMessage(msg); } finally { if (traceTag != 0) { Trace.traceEnd(traceTag); } } 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(); }}
loop()
方法中有一个无限循环,不停地读取调用MessageQueue
的next()
方法。当next()
没有返回时就阻塞在这里。当获取到MessageQueue
中的消息时,就执行了处理消息的回调函数msg.target.dispatchMessage(msg)
。
前面0x01分析我们知道msg.target
是在Handler
中的enqueueMessage()
进行赋值,即它指向当前的Handler
实例。
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) { msg.target = this; if (mAsynchronous) { msg.setAsynchronous(true); } return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);}
执行msg.target.dispatchMessage(msg)
后便走到了以下流程
/** * Handle system messages here. */public void dispatchMessage(Message msg) { if (msg.callback != null) { handleCallback(msg); } else { if (mCallback != null) { if (mCallback.handleMessage(msg)) { return; } } handleMessage(msg); }}
这里就是回调handleMessage(msg)
函数处理消息的地方。Handler
负责将Message
入列,Looper
则负责循环从MessageQueue
中取出需要处理的Message
并交由Handler来处理。
0x06 启动主线程的消息循环
我们知道通过静态方法Looper.prepare()
创建了绑定当前线程的Looper
对象,而通过loop()
启动一个循环不停地读取队列中Message
。但是Android系统是什么时候启动了主线程的消息循环呢?
要理解这一点就必须进入Android应用程序的入口ActivityThread
的main
方法。
public static void main(String[] args) { ... Looper.prepareMainLooper(); ... Looper.loop(); throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");}
可以看出main
方法中先后执行了Looper.prepareMainLooper()
方法和Looper.loop()
方法。正常情况下main
方法不会退出,只有loop()
方法发生异常后将会抛出RuntimeException
。
0x07 Looper.prepareMainLooper()
/** * Initialize the current thread as a looper, marking it as an * application's main looper. The main looper for your application * is created by the Android environment, so you should never need * to call this function yourself. See also: {@link #prepare()} */public static void prepareMainLooper() { prepare(false); synchronized (Looper.class) { if (sMainLooper != null) { throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared."); } sMainLooper = myLooper(); }}
prepareMainLooper()
方法其实是调用了prepare()
方法。
当我们启动应用时系统就调用了prepareMainLooper()
并在主线程中绑定了一个Looper
对象。
这时候我们回过来看看一开始的Handler
使用方式。在主线程中我们创建了Handler
对象,在Handler
构造函数中初始化了Looper
(即获取到了绑定在主线程中的Looper
对象)。当在子线程MyThread
中通过mHandler.sendMessage(msg)
方法发送一个消息时就把Message
放在与主线程绑定的MessageQueue
中。这样在子线程中使用Handler
就实现了消息的通信。
可以简单的使用以下类图表示,每个线程都由一个Handler,每个Handler都是与当前所在线程的Looper绑定。
0x08 主线程是否会阻塞
在0x06中知道在ActivityThead
的main
方法中启动了一个死循环。那主线程是不是就一直阻塞在这里呢?其实不然。可以看到ActivityThread
类里面有一个自定义的Handler
对象mH
,在这里对象中handleMessage()
回调中定义了Activity
的各种交互如管理Activity
生命周期,启动service
,显示window
等,都是通过Handler
进行处理的。同时可以看出只有当应用退出EXIT_APPLICATION
之后才回调用Looper.quit()
停止消息循环。
public void handleMessage(Message msg) { ... switch (msg.what) { case LAUNCH_ACTIVITY: { ... handleLaunchActivity(r, null, "LAUNCH_ACTIVITY"); Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER); } break; ... case PAUSE_ACTIVITY: { ... handlePauseActivity((IBinder) args.arg1, false, (args.argi1 & USER_LEAVING) != 0, args.argi2, (args.argi1 & DONT_REPORT) != 0, args.argi3); ... } break; ... case SHOW_WINDOW: ... handleWindowVisibility((IBinder)msg.obj, true); ... break; ... case EXIT_APPLICATION: if (mInitialApplication != null) { mInitialApplication.onTerminate(); } Looper.myLooper().quit(); break; ... } ...}
0x09 总结
当创建Handler
时将通过ThreadLocal
在当前线程绑定一个Looper
对象,而Looper
持有MessageQueue
对象。执行Handler.sendMessage(Message)
方法将一个待处理的Message
插入到MessageQueue
中,这时候通过Looper.loop()
方法获取到队列中Message
,然后再交由Handler.handleMessage(Message)
来处理。
- Android Handler如何实现线程间通信,源码分析。
- 源码分析Android Handler是如何实现线程间通信的
- Android handler实现线程间通信
- android源码阅读--线程间通信Handler消息机制
- Android中线程间通信原理分析:Looper,MessageQueue,Handler
- Android 中线程间通信原理分析:Looper, MessageQueue, Handler
- Android线程间通信--Handler
- Android 线程间通信------handler
- android学习之handler实现线程间通信
- Android线程间消息机制-Handler源码分析(FrameWork)
- Android线程通信(Handler)
- Handler实现线程间通信的原理
- android利用handler线程间的通信
- Android线程间通信机制(Handler Looper )
- Android线程间通信机制(Handler Looper )
- 模拟android Handler线程间通信
- 【Android】Handler之线程间通信
- Android线程间通信方式:Handler Looper
- Linux Shell 1>/dev/null 2>&1 含义
- ubuntu14.04安装MATLAB2015b后启动时报错
- PHP 设置页面头信息
- 链表
- python+webdriver 滚动条
- Android Handler如何实现线程间通信,源码分析。
- Java多线程探究-死锁原因
- error setting certificate verify locations !
- Python-MongoDB连接搭建(一):MongoDB数据库的配置安装
- 自己做的一个超级简单的小游戏
- C#中[STAThread]的含义
- Spark的三大误解
- JavaScript 获取地址栏URL参数值
- spring4.x 中注解@ResponseBody 返回的json数据txt下载解决