Android Handler、Looper消息传递机制（1）

2018-01-24 本文已影响0人 PaperKite

1.为什么要了解学习Handler?

1.为了以后面试做准备：国内一些大厂或者专业的互联网技术型公司，在面试的时候都会或多或少提到Android的消息传递机制，如果你能深入了解并掌握这一方面的知识，会让面试官对你的印象提升数倍。
2.为了完成从初级开发到中高级开发的转变：初级开发就是会简单调用代码，想更进一步，你就要理解你调用的代码底层是怎么实现的，现在越来越多的框架极大的方便了我们的编程，但是我们不能仅仅知其然，更要知其所以然。很多优秀的框架都少不了对Handler的调用，这时你如果掌握了handler的原理，会极大的帮助你理解那些复杂难懂的框架。
3.为了更好的调试程序：我们看日志的时候经常会出现很多关于Handler这个类的各种调用，如果你理解了这个机制，你会个更好的找到错误点并结局它们。

2.为什么要引入Handler消息传递机制？

在Android开发中，子线程没有办法对UI界面上的内容进行操作，如果操作，将抛出异常：CalledFromWrongThreadException
那么我们为了实现子线程中操作UI界面，Goodle在Android引入了Handler消息传递机制，目的是打破对主线程操作UI的依赖性。

3.什么是Handler?

handler通俗一点讲就是用来在各个线程之间发送数据的处理对象。在任何线程中，只要获得了另一个线程的handler，则可以通过 handler.sendMessage(message)方法向那个线程发送数据。基于这个机制，我们在处理多线程的时候可以新建一个thread，这个thread拥有UI线程中的一个handler。当thread处理完一些耗时的操作后通过传递过来的handler向UI线程发送数据，由UI线程去更新界面。

4.常用类

4.1简单介绍：

Message：消息，被传递和处理的数据。其中包含了消息ID，消息处理对象以及处理的数据等，由MessageQueue统一列队，终由Handler处理。
Handler：处理者，负责Message的发送及处理。使用Handler时，需要实现handleMessage(Message msg)方法来对特定的Message进行处理，例如更新UI等。Handler类的主要作用：（有两个主要作用）1）、在工作线程中发送消息；2）、在主线程中获取、并处理消息。
MessageQueue：消息队列，本质是一个数据结构，用来存放Handler发送过来的消息，并按照FIFO（First Input First Outputl,先入先出队列）规则执行。当然，存放Message并非实际意义的保存，而是将Message串联起来，等待Looper的抽取。
Looper：消息泵或循环器，不断从MessageQueue中抽取Message。因此，一个MessageQueue需要一个Looper。
Thread：线程，负责调度整个消息循环，即消息循环的执行场所。

4.2Handler、Looper、Message、MessageQueue之间的关系：

image.png

1.** Looper和MessageQueue一一对应，创建一个Looper的同时，会创建一个MessageQueue**；

而Handler与它们的关系，只是简单的聚集关系，即Handler里会引用当前线程里的特定Looper和MessageQueue；
在一个线程中，只能有一个Looper和MessageQueue，但是可以有多个Handler，而且这些Handler可以共享一个Looper和MessageQueue；
Message被存放在 MessageQueue中，一个 MessageQueue中可以包含多个Message对象。
【注意：】
Looper对象用来为一个线程开启一个消息循环，从而操作MessageQueue；
默认情况下，Android创建的线程没有开启消息循环Looper，但是主线程例外。
系统自动为主线程创建Looper对象，开启消息循环；
所以主线程中使用new来创建Handler对象。而子线程中不能直接new来创建Handler对象就会异常。
子线程中创建Handler对象，步骤如下：

Looper.prepare();
Handler handler = new Handler() {
    //handlemessage(){}
}
Looper.loop();

4.3Handler类中常用方法：

handleMessage() 用在主线程中，构造Handler对象时，重写handleMessage()方法。该方法根据工作线程返回的消息标识，来分别执行不同的操作。
sendEmptyMessage() 用在工作线程中，发送空消息。
sendMessage() 用在工作线程中，立即发送消息。

4.4Message消息类中常用属性：

arg1 用来存放整型数据
arg2 用来存放整型数据
obj 用来存放Object数据
what 用于指定用户自定义的消息代码，这样便于主线程接收后，根据消息代码不同而执行不同的相应操作。
示例代码（1）简单的加载网络图片：

 private TextView text_main_info;
    private ProgressDialog pDialog;
    private ImageView image_main;
    private Handler handler = null;
    public static final String urlString = "https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1517382140&di=f11ad1bb20b04cfb4ebc96d337d0ff21&imgtype=jpg&er=1&src=http%3A%2F%2Fpic4.nipic.com%2F20091217%2F3885730_124701000519_2.jpg";

    @SuppressLint("HandlerLeak")
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        text_main_info = (TextView) findViewById(R.id.text_main_info);
        pDialog = new ProgressDialog(MainActivity.this);
        pDialog.setMessage("Loading...");
        image_main = (ImageView) findViewById(R.id.image_main);

        // 主线程中的handler对象会处理工作线程中发送的Message。根据Message的不同编号进行相应的操作。
        handler = new Handler() {
            public void handleMessage(android.os.Message msg) {
                // 工作线程中要发送的信息全都被放到了Message对象中，也就是上面的参数msg中。要进行操作就要先取出msg中传递的数据。
                switch (msg.what) {
                    case 0:
                        // 工作线程发送what为0的信息代表线程开启了。主线程中相应的显示一个进度对话框
                        pDialog.show();
                        break;
                    case 1:
                        // 工作线程发送what为1的信息代表要线程已经将需要的数据加载完毕。本案例中就需要将该数据获取到，显示到指定ImageView控件中即可。
                        image_main.setImageBitmap((Bitmap) msg.obj);
                        break;
                    case 2:
                        // 工作线程发送what为2的信息代表工作线程结束。本案例中，主线程只需要将进度对话框取消即可。
                        pDialog.dismiss();
                        break;
                }
            }
        };

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 当工作线程刚开始启动时，希望显示进度对话框，此时让handler发送一个空信息即可。
                // 当发送这个信息后，主线程会回调handler对象中的handleMessage()方法。handleMessage()方法中
                // 会根据message的what种类来执行不同的操作。
                handler.sendEmptyMessage(0);

                // 工作线程执行访问网络，加载网络图片的任务。
                Bitmap bitmap=HttpClientHelper.getImageBitmap(urlString);
                // 工作线程将要发送给主线程的信息都放到一个Message信息对象中。
                // 而Message对象的构建建议使用obtain()方法生成，而不建议用new来生成。
                Message msgMessage = Message.obtain();
                // 将需要传递到主线程的数据放到Message对象的obj属性中，以便于传递到主线程。
                msgMessage.obj = bitmap;
                // Message对象的what属性是为了区别信息种类，而方便主线程中根据这些类别做相应的操作。
                msgMessage.what = 1;
                // handler对象携带着Message中的数据返回到主线程
                handler.sendMessage(msgMessage);

                // handler再发出一个空信息，目的是告诉主线程工作线程的任务执行完毕。一般主线程会接收到这个消息后，
                // 将进度对话框关闭
                handler.sendEmptyMessage(2);
            }
        }).start();
    }

在网速很快的情况下会看不到进度条，你们可以用打断点的方式去查看代码执行顺序。
（2）打地鼠小游戏：
新建一个页面代码如下：

 private Handler handler = null;
    private ImageView image_main_mouse;
    private int position;
    private boolean flag = false;
    private int[][] positionArr;
    private int countNum;
    private int beatNum;
    private TextView mTvStop;


    @SuppressLint("HandlerLeak")
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_beat_mouse);

        findView();
        initData();

        handler = new Handler() {
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                super.handleMessage(msg);
                switch (msg.what) {
                    case 0:
                        image_main_mouse.setVisibility(View.VISIBLE);
                        // 获取0-8之间的随机数[0,8)，半闭合区间。目的是随机获取给定的8个坐标位置。
                        // 获取随机数有两种办法：
                        // 方法一：
                        // Math.random()*positionArr.length，注意伪随机数是个半闭合区间。即随机数不可能为positionArr.length
                        // 方法二：
                        // new Random().nextInt(positionArr.length);
                        position = (int) (Math.random() * positionArr.length);
                        image_main_mouse.setX(positionArr[position][0]);
                        image_main_mouse.setY(positionArr[position][1]);
                        break;
                    default:
                        break;
                }
            }
        };

        image_main_mouse = (ImageView) findViewById(R.id.image_main_mouse);


        image_main_mouse.setOnTouchListener(new View.OnTouchListener() {
            @Override
            public boolean onTouch(View v, MotionEvent event) {
                image_main_mouse.setVisibility(View.GONE);
                beatNum++;
                Toast.makeText(BeatMouseActivity.this, "总出现次数：" + countNum + ";击中次数：" + beatNum, Toast.LENGTH_SHORT).show();
                return false;
            }
        });

        mTvStop.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                if (flag) {
                    mTvStop.setText("开始");
                } else {
                    mTvStop.setText("停止");
                }
                flag = !flag;
                new Thread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        while (flag) {
                            try {
                                countNum++;
                                // 获取0-500之间的随机数，再加上500，目的是让老鼠出现的间隙时间也随机，最短出现间隙为500毫秒，最长为999毫秒。
                                Thread.sleep(new Random().nextInt(500) + 500);
                            } catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                            handler.sendEmptyMessage(0);
                        }

                    }
                }).start();

            }
        });
    }

    private void initData() {
        positionArr = new int[8][2];
        for (int i = 0; i < positionArr.length; i++) {
            //设置X轴坐标
            positionArr[i][0] = getWindowWidth(this) / positionArr.length * i;
            //设置Y轴坐标
            positionArr[i][1] = getWindowHeight(this) / positionArr.length * i;

        }
    }

    private void findView() {
        image_main_mouse = (ImageView) findViewById(R.id.image_main_mouse);
        mTvStop = (TextView) findViewById(R.id.tv_stop);
    }

    /**
     * 获取屏幕宽度
     */
    public static int getWindowWidth(Activity activity) {
        DisplayMetrics dm = new DisplayMetrics();
        activity.getWindowManager().getDefaultDisplay().getMetrics(dm);
        return dm.widthPixels;
    }

    /**
     * 获取屏幕高度
     */
    public static int getWindowHeight(Activity activity) {
        DisplayMetrics dm = new DisplayMetrics();
        activity.getWindowManager().getDefaultDisplay().getMetrics(dm);
        return dm.heightPixels;
    }

下面是示例图：

device-2018-01-24-160745.png
我把以上两个示例代码合并到了一个项目里，并上传Github，链接为：https://github.com/EspressoToast/HandlerDemo
这一讲先告一段落。下一讲我会为大家分析一下Handler源码。