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Android 多執行緒程式設計之 HandlerThread 詳解

    HandlerThread有那些特點:

  1. HandlerThread本質上是一個執行緒類,它繼承了Thread;
  2. HandlerThread有自己的內部Looper物件,可以進行looper迴圈;
  3. 通過獲取HandlerThread的looper物件傳遞給Handler物件,可以在handleMessage方法中執行非同步任務;
  4. 建立HandlerThread後必須先呼叫HandlerThread.start()方法,Thread會先呼叫run方法,建立Looper物件。

一、HandlerThread常規使用步驟

1.建立例項物件

HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("threadName");

  傳入引數的作用主要是標記當前執行緒的名字,可以任意字串。

2.啟動HandlerThread執行緒

//必須先開啟執行緒
handlerThread.start();

  到此,我們建立完HandlerThread並啟動了執行緒。怎麼將一個耗時的非同步任務投放到HandlerThread執行緒中去執行呢?接下來看下面步驟:

3.構建迴圈訊息處理機制

/**
     * 該callback運行於子執行緒
     */
    class ChildCallback implements Handler.Callback {
        @Override
        public boolean handleMessage(Message msg) {
            //在子執行緒中進行相應的耗時操作
            ...
            //耗時操作完成之後通知主執行緒去更新 UI
            mUIHandler.sendMessage(msg1);
            return false;
        }
    }

4.構建非同步handler

//子執行緒Handler
Handler childHandler = new Handler(handlerThread.getLooper(),new ChildCallback());

  第3步和第4步是構建一個可以用於非同步操作的handler,並將前面建立的HandlerThread的Looper物件以及Callback介面類作為引數傳遞給當前的handler,這樣當前的非同步handler就擁有了HandlerThread的Looper物件,由於HandlerThread本身是非同步執行緒,因此Looper也與非同步執行緒繫結,從而handlerMessage方法也就可以非同步處理耗時任務了,這樣我們的Looper+Handler+MessageQueue+Thread非同步迴圈機制構建完成。

二、HandlerThread原始碼解析

run方法原始碼如下:

@Override
public void run() {
        mTid = Process.myTid();
        Looper.prepare();
        synchronized (this) {
            mLooper = Looper.myLooper();
            notifyAll(); //喚醒等待執行緒
        }
        Process.setThreadPriority(mPriority);
        onLooperPrepared();
        Looper.loop();
        mTid = -1;
   }

  前面我們在HandlerThread的常規使用中分析過,在建立HandlerThread物件後必須呼叫其start()方法才能進行其他操作,而呼叫start()方法後相當於啟動了執行緒,也就是run方法將會被呼叫,而我們從run原始碼中可以看出其執行了Looper.prepare()程式碼,這時Looper物件將被建立,當Looper物件被建立後將繫結在當前執行緒(也就是當前非同步執行緒),這樣我們才可以把Looper物件賦值給Handler物件,進而確保Handler物件中的handleMessage方法是在非同步執行緒執行的。
  在Looper物件建立後將其賦值給HandlerThread的內部變數mLooper,並通過notifyAll()方法去喚醒等待執行緒,最後執行Looper.loop();程式碼,開啟looper迴圈語句。
  為什麼要喚醒等待執行緒呢?具體要看getLooper方法了,其原始碼如下:

public Looper getLooper() {
 //先判斷當前執行緒是否啟動了
   if (!isAlive()) {
       return null;
   }
   // If the thread has been started, wait until the looper has been created.
   synchronized (this) {
       while (isAlive() && mLooper == null) {
           try {
               wait();//等待喚醒
           } catch (InterruptedException e) {
           }
       }
   }
   return mLooper;
}

  可以看出外部在通過getLooper方法獲取looper物件時會先先判斷當前執行緒是否啟動了,如果執行緒已經啟動,那麼將會進入同步語句並判斷Looper是否為null,為null則代表Looper物件還沒有被賦值,也就是還沒被建立,此時當前呼叫執行緒進入等待階段,直到Looper物件被建立並通過 notifyAll()方法喚醒等待執行緒,最後才返回Looper物件,之所以需要等待喚醒機制,是因為Looper的建立是在子執行緒中執行的,而呼叫getLooper方法則是在主執行緒進行的,這樣我們就無法保障我們在呼叫getLooper方法時Looper已經被建立,到這裡我們也就明白了在獲取mLooper物件時會存在一個同步的問題,只有當執行緒建立成功並且Looper物件也建立成功之後才能獲得mLooper的值,HandlerThread內部則通過等待喚醒機制解決了同步問題。
  quit和quitSafely方法原始碼:

public boolean quit() {  
       Looper looper = getLooper();  
       if (looper != null) {  
           looper.quit();  
           return true;  
       }  
       return false;  
   }  
public boolean quitSafely() {  
    Looper looper = getLooper();  
    if (looper != null) {  
           looper.quitSafely();  
           return true;  
       }  
       return false;  
   } 

  從原始碼可以看出當我們呼叫quit方法時,其內部實際上是呼叫Looper的quit方法而最終執行的則是MessageQueue中的removeAllMessagesLocked方法,該方法主要是把MessageQueue訊息池中所有的訊息全部清空,無論是延遲訊息(延遲訊息是指通過sendMessageDelayed或通過postDelayed等方法傳送)還是非延遲訊息。
  當呼叫quitSafely方法時,其內部呼叫的是Looper的quitSafely方法而最終執行的是MessageQueue中的removeAllFutureMessagesLocked方法,該方法只會清空MessageQueue訊息池中所有的延遲訊息,並將訊息池中所有的非延遲訊息派發出去讓Handler去處理完成後才停止Looper迴圈,quitSafely相比於quit方法安全的原因在於清空訊息之前會派發所有的非延遲訊息。最後需要注意的是Looper的quit方法是基於API 1,而Looper的quitSafely方法則是基於API 18的。