Handler的原理

摘要： 我的簡書： https://www.jianshu.com/u/c91e642c4d90 我的CSDN： http://blog.csdn.net/wo_ha 我的GitHub： https://github.com/chuanqiLjp 我的個人部落格： https...

我的簡書： ofollow,noindex">https://www.jianshu.com/u/c91e642c4d90

我的CSDN： http://blog.csdn.net/wo_ha

我的GitHub： https://github.com/chuanqiLjp

我的個人部落格： https://chuanqiljp.github.io/

版權宣告：商業轉載請聯絡我獲得授權，非商業轉載請在醒目位置註明出處。

序言：為了印象更深刻，我寫了一個專案參考了Handler的原始碼進行編寫，是原始碼的一個簡單版本，但是實現的主要功能是有清晰說明的。地址： https://github.com/chuanqiLjp/TestHandler ，歡迎start。。。

Handler的總結歸納

1. MessageQueue:儲存訊息，包含插入和讀取訊息的操作：

   1. enqueueMessage():新增訊息，實際上是單鏈表的操作，若訊息佇列滿則新增訊息的執行緒阻塞等待被喚醒；

   2. next():讀取訊息伴隨著訊息的刪除（相當於出佇列），是一個無限迴圈，若無訊息則一直阻塞等待，若有新訊息到來則返回該訊息並從連結串列中移除；

2. Looper: 一個執行緒只能建立一個Looper物件，一個Looper物件只有一個MessageQueue（在Looper的構造方法中例項化），建立Looper物件使用Looper.prepare()，使用Looper.loop()啟動訊息迴圈，不斷的從MessageQueue中獲取訊息，在交給Message的target屬性所對應的Handler去處理（由於通常Looper物件會在主執行緒中建立並呼叫Looper.loop()去輪詢訊息，因此該方法執行在主執行緒中），若取到空訊息則loop()退出迴圈（呼叫了Looper的quit()或quitSafely()才會取到空訊息）；

3. Handler：訊息的傳送和處理，

   1. 傳送訊息：通過post()或sendMessage()，再呼叫MessageQueue的enqueueMessage()插入訊息佇列

   2. 處理訊息：當Looper的loop()方法中的迴圈呼叫MessageQueue的next()取到訊息後，呼叫 msg.target.dispatchMessage(msg)進行分發，其Handler中事件處理的優先順序順序：Message.callback(Runnable) -> mCallBack(CallBack介面的子類) ->Handler或子類的handleMessage()【平時使用的是優先順序最低的】

單執行緒模型中Message、Handler、MessageQueue、Looper之間的關係

簡單的說，Handler獲取當前執行緒中的looper物件，looper用來從存放Message的MessageQueue中取出Message，再有Handler進行Message的分發和處理.

Message Queue(訊息佇列)：用來存放通過Handler釋出的訊息，通常附屬於某一個建立它的執行緒，可以通過Looper.myQueue()得到當前執行緒的訊息佇列

Handler：可以釋出或者處理一個訊息或者操作一個Runnable，通過Handler釋出訊息，訊息將只會傳送到與它關聯的訊息佇列，然也只能處理該訊息佇列中的訊息

Looper：是Handler和訊息佇列之間通訊橋樑，程式元件首先通過Handler把訊息傳遞給Looper，Looper把訊息放入佇列。Looper也把訊息佇列裡的訊息廣播給所有的

Handler：Handler接受到訊息後呼叫handleMessage進行處理

Message：訊息的型別，在Handler類中的handleMessage方法中得到單個的訊息進行處理

在單執行緒模型下，為了執行緒通訊問題，Android設計了一個Message Queue(訊息佇列)， 執行緒間可以通過該Message Queue並結合Handler和Looper元件進行資訊交換。下面將對它們進行分別介紹：

1. Message

   Message訊息，理解為執行緒間交流的資訊，處理資料後臺執行緒需要更新UI，則傳送Message內含一些資料給UI執行緒。

2. Handler

   Handler處理者，是Message的主要處理者，負責Message的傳送，Message內容的執行處理。後臺執行緒就是通過傳進來的 Handler物件引用來sendMessage(Message)。而使用Handler，需要implement 該類的 handleMessage(Message)方法，它是處理這些Message的操作內容，例如Update UI。通常需要子類化Handler來實現handleMessage方法。

3. Message Queue

   Message Queue訊息佇列，用來存放通過Handler釋出的訊息，按照先進先出執行。

   每個message queue都會有一個對應的Handler。Handler會向message queue通過兩種方法傳送訊息：sendMessage或post。這兩種訊息都會插在message queue隊尾並按先進先出執行。但通過這兩種方法傳送的訊息執行的方式略有不同：通過sendMessage傳送的是一個message物件,會被 Handler的handleMessage()函式處理；而通過post方法傳送的是一個runnable物件，則會自己執行。

4. Looper

   Looper是每條執行緒裡的Message Queue的管家。Android沒有Global的Message Queue，而Android會自動替主執行緒(UI執行緒)建立Message Queue，但在子執行緒裡並沒有建立Message Queue。所以呼叫Looper.getMainLooper()得到的主執行緒的Looper不為NULL，但呼叫Looper.myLooper() 得到當前執行緒的Looper就有可能為NULL。對於子執行緒使用Looper，API Doc提供了正確的使用方法：這個Message機制的大概流程：

   1. 在Looper.loop()方法執行開始後，迴圈地按照接收順序取出Message Queue裡面的非NULL的Message。

   2. 一開始Message Queue裡面的Message都是NULL的。當Handler.sendMessage(Message)到Message Queue，該函式裡面設定了那個Message物件的target屬性是當前的Handler物件。隨後Looper取出了那個Message，則呼叫 該Message的target指向的Hander的dispatchMessage函式對Message進行處理。在dispatchMessage方法裡，如何處理Message則由使用者指定，三個判斷，優先順序從高到低：

      1. Message裡面的Callback，一個實現了Runnable介面的物件，其中run函式做處理工作；

      2. Handler裡面的mCallback指向的一個實現了Callback介面的物件，由其handleMessage進行處理；

      3. 處理訊息Handler物件對應的類繼承並實現了其中handleMessage函式，通過這個實現的handleMessage函式處理訊息。

   由此可見，我們實現的handleMessage方法是優先順序最低的！

   3. Handler處理完該Message (update UI) 後，Looper則設定該Message為NULL，以便回收！

   在網上有很多文章講述主執行緒和其他子執行緒如何互動，傳送資訊，最終誰來執行處理資訊之類的，個人理解是最簡單的方法——判斷Handler物件裡面的Looper物件是屬於哪條執行緒的，則由該執行緒來執行！

   1. 當Handler物件的建構函式的引數為空，則為當前所線上程的Looper；

   2. Looper.getMainLooper()得到的是主執行緒的Looper物件，Looper.myLooper()得到的是當前執行緒的Looper物件。

Handler的原理

ThreadLocal

ThreadLocal是一個 執行緒內部的資料儲存類 ，實質上是一個泛型類，定義為：public class ThreadLocal<T>。通過它可以在某個指定執行緒中儲存資料，資料儲存以後，只有在 指定執行緒(儲存資料的執行緒) 中可以獲取到它儲存的資料，對於其他的執行緒來說無法獲取到它的資料。

通過使用ThreadLocal，能夠讓同一個資料物件在不同的執行緒中存在多個副本，而這些副本互不影響。Looper的實現中便使用到了ThreadLocal。通過使用ThreadLocal，每個執行緒都有自己的Looper，它們是同一個資料物件的不同副本，並且不會相互影響。

ThreadLocal中有一個內部類ThreadLocalMap，ThreadLocal中有一個內部類Entry，Entry中的 Object value 這個value實際上就是每一個執行緒中的資料副本。ThreadLocalMap中有一個存放Entry的陣列： Entry[] table 。 ThreadLocal類的部分程式碼如下：

ThreadLocal的 set 方法：實際上就是往ThreadLocalMap物件(map)維護的物件陣列table中插入資料。

ThreadLocal的 get 方法，呼叫了ThreadLocalMap的getEntry()方法：

ThreadLocalMap的 getEntry() 方法:

i的值是由執行緒的雜湊碼和（table的長度-1）進行“按位與”運算，所有每個執行緒得到的i是不一樣的，因此最終資料副本在table中的位置也不一樣。

MessageQueue

MessageQueue主要包含兩個操作，插入和讀取。讀取操作的函式是 next() ，該操作同時也會伴隨著刪除操作(相當於出佇列)，插入操作對應的函式是 enqueueMessage() ， enqueueMessage() 實際上就是單鏈表的插入操作。 next() 方法是一個無限迴圈的方法，如果訊息佇列中沒有訊息，那麼next()方法會一直阻塞。當有新訊息到來時，next()方法會返回這條訊息並將其從單鏈表中移除。

Looper

Looper在Android的訊息機制中扮演著訊息迴圈的角色，它會不停地從MessageQueue中檢視是否有新的Message到來，如果有新訊息就會立刻處理，否則就一直阻塞在那裡。一個執行緒只能有一個Looper物件，從而也只有一個MessageQueue(在Looper的構造方法初始化)。

Looper中的幾個重要的成員變數：

Looper的構造方法，在構造方法中，建立了一個 MessageQueue 例項：

當需要為一個執行緒建立Looper物件時，需要呼叫Looper的 prepare() 方法（該方法在一個執行緒中只能呼叫一次，否則會丟擲異常）：

在 loop() 的訊息迴圈中，實際上是呼叫了MessageQueue的 next() 方法。

Looper主要作用：

1、 與當前執行緒繫結，保證一個執行緒只會有一個Looper例項，同時一個Looper例項也只有一個MessageQueue。

2、 loop()方法，不斷從MessageQueue中去取訊息，交給訊息的target屬性的dispatchMessage去處理。

Handler

Handler的工作主要是訊息的傳送和訊息接收處理。訊息的傳送可以通過Handler的 post() 方法或者 sendMessage() 方法來實現，訊息的處理，需要我們重寫handleMessage()函式來進行處理。

Handler的sendMessage()函式：

最後呼叫了MessageQueue的 enqueueMessage() 函式：

Message 的callback成員變數實際上是一個 Runnable物件 ：

Runnable callback;

經常使用的Handler的 post(Runnable r) 方法，原始碼是這樣的：

public final boolean post(Runnable r)
{
returnsendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}

其中， getPostMessage(r) 為：

private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();
m.callback = r;
return m;
}

原來，Handler的 post() 方法實際上是把這個Runnable物件封裝到了一個Message中的。

因此，Handler中的事件處理優先順序順序是：

Message.callback(Runnable) -- > mCallback(Callback介面實現類或Callback匿名內部類) ---> Handler或其子類的handleMessage()。