android中Handler的源码分析
最后更新于：2022-04-01 14:25:49
很久没写博客了，一直想写下android关于源码分析的文章，今天就来分析下android中的异步消息处理机制Handler的原理。Handler的用法我们都再熟悉不过了。其最经典的用法如下：
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Looper.prepare();
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private Handler handlerWenzhang = new Handler(){
public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what) {
case 0:break;
case 1:break;
default:break;
}
};
};
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Looper.loop();
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接下来在子线程中发送消息。
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Message message = new Message();
Bundle bundle = new Bundle();
bundle.putString("message", "1");
message.setData(bundle);
handler.sendMessage(message);
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以上handleMessage()方法中就是在主线程调用，一般用于进行UI操作，而sendMessage()方法是在子线程中调用，把结果传到主线程，这就实现了异步通信。使用方法用简单，但是只会用而不知道其原理往往会很不爽，所以让我们来看看handler的源码实现吧。
我们来细究handler的内部原理。在介绍handler之前我们要先了解下什么是Looper，Handler和MessageQueue。
Handler:用于在子线程发送消息，在主线程获得和处理消息；
MessageQueue:是一个管理消息的队列，消息是先入先出的。
Looper:负责读取MessageQueue中的消息，读取到后交给Handler处理。要注意的是每个线程都必须定义一个Looper,之所以平时我们在使用时很少定义Looper是因为android的主线程中已经默认给我们定义好了，所以不需要再次定义。
程序一开始就应该调用Looper.prepare()来定义Looper,首先看看Looper的代码：
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public static void prepare() {
prepare(true);
}
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}
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以上的代码写得很清楚，判断线程存储空间是否为空，若为空就创建一个Looper并放入sThreadLocal中，这样保证线程中只有一个Looper。既然创建了Looper，就先看看它的构造方法：
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private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
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很简单，创建了一个消息队列。接着我们来看看定义了Handler，前面我们已经提过，Handler一般在子线程中发送消息，在主线程中从MessageQueue中取数据，那么具体怎么实现的呢，先看看Handler的构造方法：
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public Handler(Callback callback, boolean async) {
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) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}
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主要看看第10行代码，通过Looper的myLooper获取到线程中的Looper对象，代码如下：
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public static Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}
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然后第15行代码就是获得Looper的MessageQuene对象，这样Handler就和MessageQuene连接起来了。接着我们调用Looper.loop(),什么意思，看看代码：
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public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;
// Make sure the identity of this thread is that of the local process,
// and keep track of what that identity token actually is.
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
// This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
Printer logging = me.mLogging;
if (logging != null) {
logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
msg.callback + ": " + msg.what);
}
msg.target.dispatchMessage(msg);
if (logging != null) {
logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
}
// Make sure that during the course of dispatching the
// identity of the thread wasn't corrupted.
final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
if (ident != newIdent) {
Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"
+ Long.toHexString(ident) + " to 0x"
+ Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
+ msg.target.getClass().getName() + " "
+ msg.callback + " what=" + msg.what);
}
msg.recycle();
}
}
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以上代码很长，首先是先获取Looper对象，如果不存在抛异常。queue.next()就是消息出队列的意思，如果有消息就将其出队列，其中for循环其到一个不断取数据的作用，如果没数据，就阻塞。调用msg.target.dispatchMessage(msg)对获得的消息进行处理，通过前文我们可以猜测target应该是Handler。那么就先把它当Handler，接下来当然就是看Handler的dispatchMessage()方法啦。
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public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
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看看handleMessage()方法，有没有很熟悉。而在Handler中handleMessage()是一个空方法。
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public void handleMessage(Message msg) {
}
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所以我们如果要对消息进行处理就只要重写handleMessage()方法即可。到此是不是对Handler如何取数据和如何处理数据相当清楚啦。但我们还有些疑问，Handler是如何发送消息的，消息如何进入队列的。还有就是为什么上面的target是Handler。要弄明白这些，就只能继续看代码。
我们来看看发送的代码，一般调用sendMessage()、sendEmptyMessage()等方法来发送消息。追踪源码可知无论是sendMessage()还是sendEmptyMessage最终都调用的是sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)方法。让我们来看看它的源码：
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public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue == null) {
RuntimeException e = new RuntimeException(
this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
return false;
}
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}
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方法很简单，传入两个参数，msg是我们发送的消息，uptimMills指发送消息的时间。若像延时发送可设置此值。最后返回enqueueMessage方法。让我们继续看看enqueueMessage实现了什么功能。
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private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
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看到第二行，我们是不是明白了什么。在这里把msg.target赋值Handler,这就回答了上面的问题。最后调用的是MessageQueue中的enqueueMessage方法。查看下enqueueMessage的方法：
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boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
if (msg.isInUse()) {
throw new AndroidRuntimeException(msg + " This message is already in use.");
}
if (msg.target == null) {
throw new AndroidRuntimeException("Message must have a target.");
}
synchronized (this) {
if (mQuitting) {
RuntimeException e = new RuntimeException(
msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
Log.w("MessageQueue", e.getMessage(), e);
return false;
}
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
// New head, wake up the event queue if blocked.
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
// Inserted within the middle of the queue. Usually we don't have to wake
// up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
// and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
Message prev;
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;
}
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);
}
}
return true;
}
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这个就是入队的意思。将消息传入MessageQueue中。看上面代码才知道，原来MessageQueue并不是一个集合把消息都存起来。它是按传入的时间参数来对消息进行排序。这就完成了消息的入队。到此我们整个Handler的处理过程就讲完了，接下来总结一下：
Handler在子线程中通过sendMessage()方法经enqueueMessage将消息传入到MessageQueue队列中。此时仍在子线程中。Handler再通过loop()方法获得消息并在handleMessage方法中处理。Handler是建立在主线程中的，所以handlerMessage就是在主线程处理相关操作。
关于HandleMessage的讲解就到这里，可能个人的分析有出错的地方，希望指出。