Android Handler实现原理探索

    Android Handler我们都很熟,也经常也用它,一般可以用Handler发送一个消息Message,或者Post一个Runnable对象,而且都可以给它们加上延时,如果操作的Handler对象是在onCreate方法中初始化的,那么handleMessage回调和Runnable对象的执行都运行在UI线程,所以Handler就成为我们在工作线程刷新UI对象的一个媒介。那么对于这个我们日常工作中经常使用的小伙伴,好奇心驱使,我们希望对它了解更多。

    要理解Handler,我们必须要知道Looper类,每一个线程都可以拥有一个Looper对象,Looper对象内部又拥有一个MessageQueue对象,MessageQueue就是消息队列,Looper负责从MessageQueue中,不断取出Message,然后执行相应的代码块调用。

    我们在onCreate方法中new一个Handler对象,重写dispatchMessage方法,

   我们知道其实我们新建了一个匿名内部类,我们进入Handler类,看看上面这段简单的Handler初始化代码究竟做了哪些事情。

默认无参数构造器

初始化Handler

    我们看到每个Handler都维护了三个对象,Looper,MessageQueue,Callback,其中Callback是个接口,它内部只有一个方法dispatchMessage,我们上面其实已经重写了。mLooper是在198行初始化的,我们继续进入Looper类的实现代码

    这里调用Looper.prepare()方法可以为当前线程新建一个Looper对象,调用Looper.myLooper()方法可以获取当前线程对应的Looper对象,我们看到上面Handler类的199行,如果mLooper为null,会抛出一个异常提示我们没有调用Looper.prepare()方法,但是其实我们在onCreate中,没有调用过Looper.prepare()方法,甚至我们都不知道Looper对象的存在,为什么我们过去这样使用Handler的时候,没有任何问题呢?

创建UI线程Looper

    其实上面的问题很好想通,我们知道App都有一个UI线程,也叫主线程,那是Android框架帮我们创建的,那么框架肯定在初始化UI线程时,做了很多事情,其中肯定包括调用了Looper.prepareMainLooper()方法,prepareMainLooper方法注释里面其实已经说的很清楚了,Android环境帮我们做了所有的事,我们只用坐享其成。

    在调用完Looper.prepare()后,还需要调用Looper.loop()来启动循环,当然主线程的Looper也是Android环境帮我们调用了,我们还是只用坐享其成,我们来看下loop方法的实现代码

    我们看到Looper类的121行,这里其实是一个死循环,不断从queue中取下一个,如果取出的msg是null,则停止Looper,所以我们可以给Handler发送null来停掉Looper,同时122行最后有一行注释,//might block,说明在MessageQueue中取下一个消息时,程序会阻塞在这里,直到取到一个Message,现在我们该去看下Message类的实现代码,

    是不是似曾相识,我们在初始化一个Message时,经常用到这些字段,

    上面这几个字段非常重要,我们一一细说,第一个when,表示该Message何时该被消费,就是何时该被从MessageQueue中取出,然后执行,所以MessageQueue中Message都是按照when这个字段进行排列的,所以我们调用SendMessage或者postMessage,都是按照when属性插入到MessageQueue的,比如我们先调用了handler.sendMessageDelayed(msg1, 100),然后 接着调用handler.sendMessage(msg2),那么最终msg2会先被dispatch,msg1后被dispatch;然后是target字段,target表示该message是哪个handler发送的,这样一个线程中就可以有很多handler对象,它们都可以发消息,却不会乱套,就是因为有target让message可以知道消息属于谁,让谁处理;然后是callback对象,我们其实很容易想到,我们利用handler.postMessage(new Runnable(){}),其实就是给callback对象赋值,而且我们知道callback字段的判断优先级更高,如果message的callback不为null,那么message不会回调handlerMessage,只有callback为null时,才会回调handlerMessage

Handler类dispatchMessage

还有一个字段Message对象next,因为Message都在一个队列中,拥有它下一个对象的引用非常重要,这里的写法其实跟我们上学时学习的队列类似,每一个实体类都拥有下一个的引用,这样就构成了一个队列,我们可以看下MessageQueue类的next方法,Looper的looper方法就是阻塞在这个方法,当然里面还有很多实现的技术细节,有些我自己也没搞清楚,但是大致的主线我们摸清楚就行了,再深一步的学习,大家可以自己去钻研源码,然后自己写代码做实验。

MessageQueue的next方法

    所以上面我们已经大致搞清楚了整个Handler实现的来龙去脉,了解了这些知识,我们就可以在工作线程也可以维护一个Handler对象,这样我们就可以在UI线程给此handler发送消息来让工作线程执行对应的代码块。

    其实现在看起来很轻松惬意,对吗,因为我们了解了Handler内部的实现原理,用起来的时候,当然就多了一点自信。Android框架还提供了一个HandlerThread类,其实就是在Thread内部帮我们维护好了一个Handler,大家有兴趣可以去看下这个类的源码,其实也就是Handler的一些知识,很简单~

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