Handler机制（一）
安卓的异步消息处理机制就是handler机制。
主线程，ActivityThread被创建的时候就会创建LooperLooper被创建的时候创建MessageQueue。也就是说主线程会直接或简介创建出来Looper和MessageQueue。具体创建解释，参考:
Android异步消息处理机制完全解析，带你从源码的角度彻底理解
Handler的工作机制简单来说是这样的
1、Handler发送消息仅仅是调用MessageQueue的enqueueMessage向插入一条信息到MessageQueue
2、Looper不断轮询调用MeaasgaQueue的next方法
3、如果发现message就调用handler的dispatchMessage，ldispatchMessage被成功调用，接着调用handlerMessage()
Paste_Image.png
1、Handler的铁三角—— Handler、MessageQueue和Lopper
android的消息机制就是指Handler机制，Handler机制的运行需要MeeageQueue和Looper的辅助。
注意： 我们常常用Handler来更新UI，但是不是说Handler就是把用来更新UI的，我们的耗时的I/O操作，读取文件，访问网络等等都是可以在Handler里面操作的
2、MessageQueue（消息队列）的工作原理
MessageQueue中文翻译就是消息队列，它内部存储了一组信息，存放的是Message，以队列的形式对外提供了插入和删除的工作（虽然名字叫做队列，但是其内部的 存储结构是单链表）
主要 插入 和 读取 两个操作，这两个操作对应着两个方法：
插入（入队） enqueueMessage(Message msg, long when)
读取（出队） next()
enqueueMessage方法
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;
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;
}
next方法
next方法在这里是一个无限循环的方法，如果消息队列里面没有消息，那么他就会处于阻塞状态，当有新的消息到来的时，next就会返回这条消息并且将其从单链表中移除。
Message More ...next() {
128 // Return here if the message loop has already quit and been disposed.
129 // This can happen if the application tries to restart a looper after quit
130 // which is not supported.
131 final long ptr = mPtr;
132 if (ptr == 0) {
133 return null;
134 }
135
136 int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
137 int nextPollTimeoutMillis = 0;
138 for (;;) {
139 if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
140 Binder.flushPendingCommands();
141 }
142
143 nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
144
145 synchronized (this) {
146 // Try to retrieve the next message. Return if found.
147 final long now = SystemClock.uptimeMillis();
148 Message prevMsg = null;
149 Message msg = mMessages;
150 if (msg != null && msg.target == null) {
151 // Stalled by a barrier. Find the next asynchronous message in the queue.
152 do {
153 prevMsg = msg;
154 msg = msg.next;
155 } while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
156 }
157 if (msg != null) {
158 if (now < msg.when) {
159 // Next message is not ready. Set a timeout to wake up when it is ready.
160 nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
161 } else {
162 // Got a message.
163 mBlocked = false;
164 if (prevMsg != null) {
165 prevMsg.next = msg.next;
166 } else {
167 mMessages = msg.next;
168 }
169 msg.next = null;
170 if (false) Log.v("MessageQueue", "Returning message: " + msg);
171 return msg;
172 }
173 } else {
174 // No more messages.
175 nextPollTimeoutMillis = -1;
176 }
177
178 // Process the quit message now that all pending messages have been handled.
179 if (mQuitting) {
180 dispose();
181 return null;
182 }
183
184 // If first time idle, then get the number of idlers to run.
185 // Idle handles only run if the queue is empty or if the first message
186 // in the queue (possibly a barrier) is due to be handled in the future.
187 if (pendingIdleHandlerCount < 0
188 && (mMessages == null || now < mMessages.when)) {
189 pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
190 }
191 if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {
192 // No idle handlers to run. Loop and wait some more.
193 mBlocked = true;
194 continue;
195 }
196
197 if (mPendingIdleHandlers == null) {
198 mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];
199 }
200 mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);
201 }
202
203 // Run the idle handlers.
204 // We only ever reach this code block during the first iteration.
205 for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {
206 final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
207 mPendingIdleHandlers[i] = null; // release the reference to the handler
208
209 boolean keep = false;
210 try {
211 keep = idler.queueIdle();
212 } catch (Throwable t) {
213 Log.wtf("MessageQueue", "IdleHandler threw exception", t);
214 }
215
216 if (!keep) {
217 synchronized (this) {
218 mIdleHandlers.remove(idler);
219 }
220 }
221 }
222
223 // Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again.
224 pendingIdleHandlerCount = 0;
225
226 // While calling an idle handler, a new message could have been delivered
227 // so go back and look again for a pending message without waiting.
228 nextPollTimeoutMillis = 0;
229 }
230 }
3、Looper的工作原理
Looper中文翻译是轮询器或者消息泵或者循环。个人还是叫做轮询器比较形象一些。
3.1、Looper的作用
Looper是一个轮询器，它的作用不断轮询MessageQueue，当如果有新的消息就交给Handler处理，如果轮询不到新的消息，那就自身就处于阻塞状态。
3.2、Looper的构造函数创建了MessageQueue
我们通过查看Loop而这个类，可以发现的他的构造方法里面创建了一个MessageQueue，然后将当前线程的对象保存起来
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
3.3、new Handler的hanlder不能没有Looper
new出来一个Handler但是没有创建Looper的话就会报错。
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"); ，
解决办法就是new Handler的时候加上Looper.prepare();
如下代码中，如果handler2加上Looper.prepare();没有就会报错
public class MainActivity extends Activity {
private Handler handler1;
private Handler handler2;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
handler1 = new Handler();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
handler2 = new Handler();
}
}).start();
}
}
3.4、主线程（ActivityThread），被创建的时候就会创建一个Looper
线程默认是没有Looper的，但是为什么在主线程没有创建的Looper就可以使用Handler？主线程是特别的。主线程，也就是ActivityThread，主线程被创建的时候就会创建一个Looper，这点是比较特殊的，也正因为这点，所以我们在主线程创建了Handler就直接能用了。
3.5、Looper的ThreadLocal
Looper有一个特殊的概念，那就是ThreadLocal，（他并不是线程），他的作用是帮助Handler获得当前线程的Looper（多个线程可能有多个Looper）
Looper 的几个方法
-
创建：
Looper.prepare() : 为当前线程创建一个Looper
prepareMainLooper() ： UI线程（ActivityThread）创建Looper的 -
开启：
Looper.loop() : 开启消息轮询 -
退出
quit() : 直接退出Looper
quitSafely() : 设定一个标记，只有当目前已有消息处理完毕之后才会执行退出操作。
注意：当Looper退出后，Handler就无法发送消息，send出去的消息会返回false；当我们在子线程中创建了Looper并且所有的消息都处理完毕的时候，要记得调用 quit 方法，不让这个Looper就一直处于阻塞状态一直那么等待下去
Looper这个类里面最重要的方法就是loop()开启消息循环这个方法了，看一下代码：
Run the message queue in this thread. Be sure to call quit() to end the loop.
108
109 public static void More ...loop() {
110 final Looper me = myLooper();
111 if (me == null) {
112 throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
113 }
114 final MessageQueue queue = me.mQueue;
115
116 // Make sure the identity of this thread is that of the local process,
117 // and keep track of what that identity token actually is.
118 Binder.clearCallingIdentity();
119 final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
120
121 for (;;) {
122 Message msg = queue.next(); // might block
123 if (msg == null) {
124 // No message indicates that the message queue is quitting.
125 return;
126 }
127
128 // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
129 Printer logging = me.mLogging;
130 if (logging != null) {
131 logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
132 msg.callback + ": " + msg.what);
133 }
134
135 msg.target.dispatchMessage(msg);
136
137 if (logging != null) {
138 logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
139 }
140
141 // Make sure that during the course of dispatching the
142 // identity of the thread wasn't corrupted.
143 final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
144 if (ident != newIdent) {
145 Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"
146 + Long.toHexString(ident) + " to 0x"
147 + Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
148 + msg.target.getClass().getName() + " "
149 + msg.callback + " what=" + msg.what);
150 }
151
152 msg.recycleUnchecked();
153 }
154 }
通过代码我们知道：looper方法是一个死循环，唯一跳出的循环的方式是MessageQueue的next方法返回null，但是基本上是不可能的。如果我们不手动调用quit或者quitSafely方法的话，MessageQueue的next方法是不可能返回null的。
因为当MessageQueue没有消息时，next方法会一直阻塞在那里，因为MessageQueue的next方法阻塞了，就导致Looper的loop方法也一直在阻塞了。
这里我们那一分为二的谈，
- loop轮询不到消息：那么处于阻塞状态，然后就没有然后了，除了又轮询到了新的消息
- loop轮到了新的消息：Looper就会处理消息
1、msg.target.dispatchMessage(msg)，这里的 msg.targe就是指Handler对象
2、一圈下来，Handler发送的消息有交给了自己的dispatchMessage方法来处理了。（这个dispatchMessage方法不是Handler自己调用时，是与Handler相相关的Looper简介调用的），这样下来，就成功地将逻辑切换到指定的线程当中去了
4、Handler的工作原理
4.1、Handler主要工作
主要工作：消息的 发送 和 接受 。
4.2、Handler消息发送的形式
先附上两份最简单的日常正常使用post和send方式的代码
send方式sendEmptyMessage方法的小demo
public class MainActivity extends Activity {
private static final int MSG_CHANGE_TEXT = 0x2001;
private TextView mTv;
private Handler handler = new Handler(){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
switch (msg.what){
case MSG_CHANGE_TEXT:
mTv.setText("send方式修改的文字");
break;
}
}
};;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
mTv= (TextView) findViewById(R.id.mTv);
mTv.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
handler.sendEmptyMessage(MSG_CHANGE_TEXT);
}
});
}
}
post方式的postDelayed方法的小demo
public class MainActivity extends Activity {
private Handler handler;
private TextView mTv;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
handler = new Handler();
mTv = (TextView) findViewById(R.id.mTv);
mTv.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
change();
}
});
}
private void change(){
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
handler.postDelayed(new Runnable() {
@Override
public void run() {
mTv.setText("啊哈哈哈");
}
},300);
}
}).start();
}
}
两种形式，post和send
其实post最终还是会调用send
Handler的部分post和send的源码
post部分
我们发现，5个关于post的方法里面，调来调去就是3个方法
sendMessageDelayed
sendMessageAtTime
sendMessageAtFrontOfQueue （postAtFrontOfQueue方法一家独有）
public final boolean post(Runnable r)
{
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
public final boolean postAtTime(Runnable r, long uptimeMillis)
{
return sendMessageAtTime(getPostMessage(r), uptimeMillis);
}
public final boolean postAtTime(Runnable r, Object token, long uptimeMillis)
{
return sendMessageAtTime(getPostMessage(r, token), uptimeMillis);
}
public final boolean postDelayed(Runnable r, long delayMillis)
{
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), delayMillis);
}
public final boolean postAtFrontOfQueue(Runnable r)
{
return sendMessageAtFrontOfQueue(getPostMessage(r));
}
send部分
我们发现，send相关的方法也有5个，这5个方法调用的就是这么几个方法
sendMessageDelayed
sendMessageAtTime
sendEmptyMessageDelayed （sendEmptyMessage方法一家独占）
public final boolean sendMessage(Message msg)
{
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}
public final boolean sendEmptyMessage(int what)
{
return sendEmptyMessageDelayed(what, 0);
}
public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
Message msg = Message.obtain();
msg.what = what;
return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);
}
public final boolean sendEmptyMessageAtTime(int what, long uptimeMillis) {
Message msg = Message.obtain();
msg.what = what;
return sendMessageAtTime(msg, uptimeMillis);
}
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
殊途同归，最后10 个方法都进入了enqueueMessage方法
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
我们看到，5个post方法，5个send方法，这10个方法加起来调来调去也就是另外的4个方法，分别是
sendMessageDelayed （post和send都有调用）
sendMessageAtTime （post和send都有调用）
sendMessageAtFrontOfQueue （postAtFrontOfQueue方法一家独有）
sendEmptyMessageDelayed （sendEmptyMessage方法一家独占）
我们发现，sendMessageAtTime和sendMessageAtFrontOfQueue这两个方法最终都是调用Handler里面的enqueueMessage方法
sendMessageDelayed调用了sendMessageAtTime，sendMessageAtTime最后也是调用enqueueMessage
最曲折的路线，sendEmptyMessageDelayed调用了sendMessageDelayed，然后sendMessageDelayed sendMessageAtTime，最后sendMessageAtTime调用enqueueMessage。
也就是说，除了post方式的postAtFrontOfQueue方法所调用的sendMessageAtFrontOfQueue方法不用postAtTime，
其他的post和send加起来的9个方法都直接或者间接地调用了
postAtTime 方法。
小结
最终，5个send的方法和5和post的方法，post和send加起来的9个方法都利用postAtTime进入了enqueueMessage方法，
剩下1个的独特的postAtFrontOfQueue方法利用sendMessageAtFrontOfQueue也进入了enqueueMessage方法
Handler的enqueueMessage方法调用了MessageQueue里面的enqueueMessage，enqueueMessage就是让Hadler通过post或者send发送过来的Message进入到MessageQueue的队列。
4.3、Handler消息接收的形式
再一遍简要地附上handler工作形式
1、Handler发送消息仅仅是调用MessageQueue的enqueueMessage向插入一条信息到MessageQueue
2、Looper不断轮询调用MeaasgaQueue的next方法
3、如果发现message就调用handler的dispatchMessage，ldispatchMessage被成功调用，接着调用handlerMessage()
在4.2里面我们看了Handler的发送相关代码，接下来看一下接收的。
dispatchMessage方法
dispatchMessage会判断三种情况
1、如果是post发送来的message，那么就让这个message所持有的Runnable执行run方法，非常简单。
Message的Callback 是一个Runnable对象，Handler的post的重载的函数不管参数多少，肯定都是有Runnable的。
private static void handleCallback(Message message) {
message.callback.run();
}
2、如果是利用Handler(Callback callback) 构造函数实例化的Handler，也就是构造函数里面传入了一个CallBack的对象，那么就执行这个Callback的handlerMessage。
利用这个接口和Handler的一个构造函数，我们可以这么创建Handler handler=new Handler(callback)来创建Handler;备注写明了这个接口的作用：可以创建一个Handler的实例但是不需要派生Handler的子类。对比我们日常中最经常做的，就是派生一个Handler的子类，复写handleMessage方法，而通过上面的代码，我们有了一种新的创建Handler方式，那就是不派生子类，而是通过Callback来实现。
这种方式非常少用。
看一下Handler里面的Callback这个接口的设计
public interface Callback {
public boolean handleMessage(Message msg);
}
3、如果是send方法发送的，那么就执行handleMessage，这个方法我们非常熟悉了，google的给的备注的也说了，子类必须实现方法以接受这些Message。这也就是我们最常见的最常用的方式了。
/**
* Subclasses must implement this to receive messages.
*/
public void handleMessage(Message msg) {
}
