Android非同步訊息處理機制 handler

我們都知道，Android UI是執行緒不安全的，如果在子執行緒中嘗試進行UI操作，程式就有可能會崩潰。相信大家在日常的工作當中都會經常遇到這個問題，解決的方案應該也是早已爛熟於心，即建立一個Message物件，然後藉助Handler傳送出去，之後在Handler的handleMessage()方法中獲得剛才傳送的Message物件，然後在這裡進行UI操作就不會再出現崩潰了。
這種處理方式被稱為非同步訊息處理執行緒，雖然我相信大家都會用，可是你知道它背後的原理是什麼樣的嗎？今天我們就來一起深入探究一下Handler和Message背後的祕密。

首先來看一下如何建立Handler物件。你可能會覺得挺納悶的，建立Handler有什麼好看的呢，直接new一下不就行了？確實，不過即使只是簡單new一下，還是有不少地方需要注意的，我們嘗試在程式中建立兩個Handler物件，一個在主執行緒中建立，一個在子執行緒中建立，程式碼如下所示：

publicclass MainActivity extends Activity {
private Handler handler1;
private Handler handler2;
@Override
protectedvoid onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
handler1 = new

Handler();
new Thread(new Runnable() {
@Override
publicvoid run() {
handler2 = new Handler();
}
}).start();
}
}

如果現在執行一下程式，你會發現，在子執行緒中建立的Handler是會導致程式崩潰的，提示的錯誤資訊為 Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare() 。說是不能在沒有呼叫Looper.prepare() 的執行緒中建立Handler，那我們嘗試在子執行緒中先呼叫一下Looper.prepare()呢，程式碼如下所示：

new Thread(new Runnable() {
@Override
publicvoid run() {
Looper.prepare();
handler2 = new Handler();
}
}).start();

果然這樣就不會崩潰了，不過只滿足於此顯然是不夠的，我們來看下Handler的原始碼，搞清楚為什麼不呼叫Looper.prepare()就不行呢。Handler的無參建構函式如下所示：

public Handler() {
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) {
thrownew RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = null;
}

可以看到，在第10行呼叫了Looper.myLooper()方法獲取了一個Looper物件，如果Looper物件為空，則會丟擲一個執行時異常，提示的錯誤正是 Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()！那什麼時候Looper物件才可能為空呢？這就要看看Looper.myLooper()中的程式碼了，如下所示：

publicstaticfinal Looper myLooper() {
return (Looper)sThreadLocal.get();
}

這個方法非常簡單，就是從sThreadLocal物件中取出Looper。如果sThreadLocal中有Looper存在就返回Looper，如果沒有Looper存在自然就返回空了。因此你可以想象得到是在哪裡給sThreadLocal設定Looper了吧，當然是Looper.prepare()方法！我們來看下它的原始碼：

publicstaticfinalvoid prepare() {
if (sThreadLocal.get() != null) {
thrownew RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper());
}

可以看到，首先判斷sThreadLocal中是否已經存在Looper了，如果還沒有則建立一個新的Looper設定進去。這樣也就完全解釋了為什麼我們要先呼叫Looper.prepare()方法，才能建立Handler物件。同時也可以看出每個執行緒中最多隻會有一個Looper物件。

咦？不對呀！主執行緒中的Handler也沒有呼叫Looper.prepare()方法，為什麼就沒有崩潰呢？細心的朋友我相信都已經發現了這一點，這是由於在程式啟動的時候，系統已經幫我們自動呼叫了Looper.prepare()方法。檢視ActivityThread中的main()方法，程式碼如下所示：

publicstaticvoid main(String[] args) {
SamplingProfilerIntegration.start();
CloseGuard.setEnabled(false);
Environment.initForCurrentUser();
EventLogger.setReporter(new EventLoggingReporter());
Process.setArgV0("<pre-initialized>");
Looper.prepareMainLooper();
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}
AsyncTask.init();
if (false) {
Looper.myLooper().setMessageLogging(new LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
}
Looper.loop();
thrownew RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}

可以看到，在第7行呼叫了Looper.prepareMainLooper()方法，而這個方法又會再去呼叫Looper.prepare()方法，程式碼如下所示：

publicstaticfinalvoid prepareMainLooper() {
prepare();
setMainLooper(myLooper());
if (Process.supportsProcesses()) {
myLooper().mQueue.mQuitAllowed = false;
}
}

因此我們應用程式的主執行緒中會始終存在一個Looper物件，從而不需要再手動去呼叫Looper.prepare()方法了。

這樣基本就將Handler的建立過程完全搞明白了，總結一下就是在主執行緒中可以直接建立Handler物件，而在子執行緒中需要先呼叫Looper.prepare()才能建立Handler物件。

看完了如何建立Handler之後，接下來我們看一下如何傳送訊息，這個流程相信大家也已經非常熟悉了，new出一個Message物件，然後可以使用setData()方法或arg引數等方式為訊息攜帶一些資料，再借助Handler將訊息傳送出去就可以了，示例程式碼如下：

new Thread(new Runnable() {
@Override
publicvoid run() {
Message message = new Message();
message.arg1 = 1;
Bundle bundle = new Bundle();
bundle.putString("data", "data");
message.setData(bundle);
handler.sendMessage(message);
}
}).start();

可是這裡Handler到底是把Message傳送到哪裡去了呢？為什麼之後又可以在Handler的handleMessage()方法中重新得到這條Message呢？看來又需要通過閱讀原始碼才能解除我們心中的疑惑了，Handler中提供了很多個傳送訊息的方法，其中除了sendMessageAtFrontOfQueue()方法之外，其它的傳送訊息方法最終都會輾轉呼叫到sendMessageAtTime()方法中，這個方法的原始碼如下所示：

publicboolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)
{
boolean sent = false;
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue != null) {
msg.target = this;
sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
else {
RuntimeException e = new RuntimeException(
this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
}
return sent;
}

sendMessageAtTime()方法接收兩個引數，其中msg引數就是我們傳送的Message物件，而uptimeMillis引數則表示傳送訊息的時間，它的值等於自系統開機到當前時間的毫秒數再加上延遲時間，如果你呼叫的不是sendMessageDelayed()方法，延遲時間就為0，然後將這兩個引數都傳遞到MessageQueue的enqueueMessage()方法中。這個MessageQueue又是什麼東西呢？其實從名字上就可以看出了，它是一個訊息佇列，用於將所有收到的訊息以佇列的形式進行排列，並提供入隊和出隊的方法。這個類是在Looper的建構函式中建立的，因此一個Looper也就對應了一個MessageQueue。

那麼enqueueMessage()方法毫無疑問就是入隊的方法了，我們來看下這個方法的原始碼：

finalboolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
if (msg.when != 0) {
thrownew AndroidRuntimeException(msg + " This message is already in use.");
}
if (msg.target == null && !mQuitAllowed) {
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