Android Looper和Handler

Android Looper和Handler

Message：消息，其中包含了消息ID，消息处理对象以及处理的数据等，由MessageQueue统一列队，终由Handler处理。

Handler：处理者，负责Message的发送及处理。使用Handler时，需要实现handleMessage(Message msg)方法来对特定的Message进行处理，例如更新UI等。

MessageQueue：消息队列，用来存放Handler发送过来的消息，并按照FIFO规则执行。当然，存放Message并非实际意义的保存，而是将Message以链表的方式串联起来的，等待Looper的抽取。

Looper：消息泵，不断地从MessageQueue中抽取Message执行。因此，一个MessageQueue需要一个Looper。

Thread：线程，负责调度整个消息循环，即消息循环的执行场所。

Android系统的消息队列和消息循环都是针对具体线程的，一个线程可以存在（当然也可以不存在）一个消息队列和一个消 息循环（Looper），特定线程的消息只能分发给本线程，不能进行跨线程，跨进程通讯。但是创建的工作线程默认是没有消息循环和消息队列的，如果想让该 线程具有消息队列和消息循环，需要在线程中首先调用Looper.prepare()来创建消息队列，然后调用Looper.loop()进入消息循环。 如下例所示：

class LooperThread extends Thread {
      public Handler mHandler;

      public void run() {
          Looper.prepare();

          mHandler = new Handler() {
              public void handleMessage(Message msg) {
                  // process incoming messages here
              }
          };

          Looper.loop();
      }
  }

这样你的线程就具有了消息处理机制了，在Handler中进行消息处理。

Activity是一个UI线程，运行于主线程中，Android系统在启动的时候会为Activity创建一个消息队列和消息循环（Looper）。详细实现请参考ActivityThread.java文件

Android应用程序进程在启动的时候，会在进程中加载ActivityThread类，并且执行这个类的main函数，应用程序的消息循环过程就是在这个main函数里面实现的

public final class ActivityThread { ...... public static final void main(String[] args) { ...... Looper.prepareMainLooper(); ...... ActivityThread thread = new ActivityThread(); thread.attach(false); ...... Looper.loop(); ...... thread.detach(); ...... } }

这个函数做了两件事情，一是在主线程中创建了一个ActivityThread实例，二是通过Looper类使主线程进入消息循环中，这里我们只关注后者。

首先看Looper.prepareMainLooper函数的实现，这是一个静态成员函数，定义在frameworks/base/core/java/android/os/Looper.java文件中：

1 // Looper类分析
2 // 没找到合适的分析代码的办法，只能这么来了。每个重要行的上面都会加上注释
3 // 功能方面的代码会在代码前加上一段分析
4 public classLooper{
5 // static变量，判断是否打印调试信息。
6 private static final booleanDEBUG= false;
7 private static final booleanlocalLOGV=DEBUG?Config.LOGD:Config.LOGV;
8
9 // sThreadLocal.get()willreturnnullunlessyou'vecalledprepare().
10 // 线程本地存储功能的封装，TLS，threadlocalstorage,什么意思呢？因为存储要么在栈上，例如函数内定义的内部变量。要么在堆上，例如new或者malloc出来的东西
11 // 但是现在的系统比如Linux和windows都提供了线程本地存储空间，也就是这个存储空间是和线程相关的，一个线程内有一个内部存储空间，这样的话我把线程相关的东西就存储到
12 // 这个线程的TLS中，就不用放在堆上而进行同步操作了。
13 private static finalThreadLocalsThreadLocal= newThreadLocal();
14 // 消息队列，MessageQueue，看名字就知道是个queue..
15 finalMessageQueuemQueue;
16 volatile booleanmRun;
17 // 和本looper相关的那个线程，初始化为null
18 ThreadmThread;
19 privatePrintermLogging= null;
20 // static变量，代表一个UIProcess（也可能是service吧，这里默认就是UI）的主线程
21 private staticLoopermMainLooper= null;
22
23 /** Initializethecurrentthreadasalooper.
24 *Thisgivesyouachancetocreatehandlersthatthenreference
25 *thislooper,beforeactuallystartingtheloop.Besuretocall
26 *{ @link #loop()}aftercallingthismethod,andenditbycalling
27 *{ @link #quit()}.
28 */
29 // 往TLS中设上这个Looper对象的，如果这个线程已经设过了ｌｏｏｐｅｒ的话就会报错
30 // 这说明，一个线程只能设一个looper
31 public static final voidprepare(){
32 if(sThreadLocal.get()!= null){
33 throw newRuntimeException("OnlyoneLoopermaybecreatedperthread");
34}
35sThreadLocal.set( newLooper());
36}
37
38 /** Initializethecurrentthreadasalooper,markingitasanapplication'smain
39 *looper.ThemainlooperforyourapplicationiscreatedbytheAndroidenvironment,
40 *soyoushouldneverneedtocallthisfunctionyourself.
41 *{ @link #prepare()}
42 */
43 // 由framework设置的UI程序的主消息循环，注意，这个主消息循环是不会主动退出的
44 //
45 public static final voidprepareMainLooper(){
46prepare();
47setMainLooper(myLooper());
48 // 判断主消息循环是否能退出....
49 // 通过quit函数向looper发出退出申请
50 if(Process.supportsProcesses()){
51myLooper().mQueue.mQuitAllowed= false;
52}
53}
54
55 private synchronized static voidsetMainLooper(Looperlooper){
56mMainLooper=looper;
57}
58
59 /** Returnstheapplication'smainlooper,whichlivesinthemainthreadoftheapplication.
60 */
61 public synchronized static finalLoopergetMainLooper(){
62 returnmMainLooper;
63}
64
65 /**
66 *Runthemessagequeueinthisthread.Besuretocall
67 *{ @link #quit()}toendtheloop.
68 */
69 // 消息循环，整个程序就在这里while了。
70 // 这个是static函数喔！
71 public static final voidloop(){
72Looperme=myLooper(); // 从该线程中取出对应的looper对象
73 MessageQueuequeue=me.mQueue; // 取消息队列对象...
74 while( true){
75Messagemsg=queue.next(); // mightblock取消息队列中的一个待处理消息..
76 // if(!me.mRun){ // 是否需要退出？mRun是个volatile变量，跨线程同步的，应该是有地方设置它。
77 // break;
78 // }
79 if(msg!= null){
80 if(msg.target== null){
81 // Notargetisamagicidentifierforthequitmessage.
82 return;
83}
84 if(me.mLogging!= null)me.mLogging.println(
85">>>>>Dispatchingto"+msg.target+""
86+msg.callback+":"+msg.what
87);
88msg.target.dispatchMessage(msg);
89 if(me.mLogging!= null)me.mLogging.println(
90"<<<<<Finishedto"+msg.target+""
91+msg.callback);
92msg.recycle();
93}
94}
95}
96
97 /**
98 *ReturntheLooperobjectassociatedwiththecurrentthread.Returns
99 *nullifthecallingthreadisnotassociatedwithaLooper.
100 */
101 // 返回和线程相关的looper
102 public static finalLoopermyLooper(){
103 return(Looper)sThreadLocal.get();
104}
105
106 /**
107 *ControlloggingofmessagesastheyareprocessedbythisLooper.If
108 *enabled,alogmessagewillbewrittento<var>printer</var>
109 *atthebeginningandendingofeachmessagedispatch,identifyingthe
110 *targetHandlerandmessagecontents.
111 *
112 * @param printerAPrinterobjectthatwillreceivelogmessages,or
113 *nulltodisablemessagelogging.
114 */
115 // 设置调试输出对象，looper循环的时候会打印相关信息，用来调试用最好了。
116 public voidsetMessageLogging(Printerprinter){
117mLogging=printer;
118}
119
120 /**
121 *Returnthe{ @link MessageQueue}objectassociatedwiththecurrent
122 *thread.ThismustbecalledfromathreadrunningaLooper,ora
123 *NullPointerExceptionwillbethrown.
124 */
125 public static finalMessageQueuemyQueue(){
126 returnmyLooper().mQueue;
127}
128 // 创建一个新的looper对象，
129 // 内部分配一个消息队列，设置mRun为true
130 privateLooper(){
131mQueue= newMessageQueue();
132mRun= true;
133mThread=Thread.currentThread();
134}
135
136 public voidquit(){
137Messagemsg=Message.obtain();
138 // NOTE:Byenqueueingdirectlyintothemessagequeue,the
139 // messageisleftwithanulltarget.Thisishowweknowitis
140 // aquitmessage.
141 mQueue.enqueueMessage(msg,0);
142}
143
144 /**
145 *ReturntheThreadassociatedwiththisLooper.
146 */
147 publicThreadgetThread(){
148 returnmThread;
149}
150 // 后面就简单了，打印，异常定义等。
151 public voiddump(Printerpw,Stringprefix){
152pw.println(prefix+ this);
153pw.println(prefix+"mRun="+mRun);
154pw.println(prefix+"mThread="+mThread);
155pw.println(prefix+"mQueue="+((mQueue!= null)?mQueue:"(null"));
156 if(mQueue!= null){
157 synchronized(mQueue){
158Messagemsg=mQueue.mMessages;
159 intn=0;
160 while(msg!= null){
161pw.println(prefix+"Message"+n+":"+msg);
162n++;
163msg=msg.next;
164}
165pw.println(prefix+"(Totalmessages:"+n+")");
166}
167}
168}
169
170 publicStringtoString(){
171 return"Looper{"
172+Integer.toHexString(System.identityHashCode( this))
173+"}";
174}
175
176 static classHandlerException extendsException{
177
178HandlerException(Messagemessage,Throwablecause){
179 super(createMessage(cause),cause);
180}
181
182 staticStringcreateMessage(Throwablecause){
183StringcauseMsg=cause.getMessage();
184 if(causeMsg== null){
185causeMsg=cause.toString();
186}
187 returncauseMsg;
188}
189}
190}

那怎么往这个消息队列中发送消息呢？？调用looper的static函数myQueue可以获得消息队列，这样你就可用自己往里边插入消息了。不过这种方法比较麻烦，这个时候handler类就发挥作用了。先来看看handler的代码，就明白了。

1 classHandler{
2..........
3 // handler默认构造函数
4 publicHandler(){
5 // 这个if是干嘛用的暂时还不明白，涉及到java的深层次的内容了应该
6 if(FIND_POTENTIAL_LEAKS){
7 finalClass<? extendsHandler>klass=getClass();
8 if((klass.isAnonymousClass()||klass.isMemberClass()||klass.isLocalClass())&&
9(klass.getModifiers()&Modifier.STATIC)==0){
10Log.w(TAG,"ThefollowingHandlerclassshouldbestaticorleaksmightoccur:"+
11klass.getCanonicalName());
12}
13}
14 // 获取本线程的looper对象
15 // 如果本线程还没有设置looper，这回抛异常
16 mLooper=Looper.myLooper();
17 if(mLooper== null){
18 throw newRuntimeException(
19"Can'tcreatehandlerinsidethreadthathasnotcalledLooper.prepare()");
20}
21 // 无耻啊，直接把looper的queue和自己的queue搞成一个了
22 // 这样的话，我通过handler的封装机制加消息的话，就相当于直接加到了looper的消息队列中去了
23 mQueue=mLooper.mQueue;
24mCallback= null;
25}
26 // 还有好几种构造函数，一个是带callback的，一个是带looper的
27 // 由外部设置looper
28 publicHandler(Looperlooper){
29mLooper=looper;
30mQueue=looper.mQueue;
31mCallback= null;
32}
33 // 带callback的，一个handler可以设置一个callback。如果有callback的话，
34 // 凡是发到通过这个handler发送的消息，都有callback处理，相当于一个总的集中处理
35 // 待会看dispatchMessage的时候再分析
36 publicHandler(Looperlooper,Callbackcallback){
37mLooper=looper;
38mQueue=looper.mQueue;
39mCallback=callback;
40}
41 //
42 // 通过handler发送消息
43 // 调用了内部的一个sendMessageDelayed
44 public final booleansendMessage(Messagemsg)
45{
46 returnsendMessageDelayed(msg,0);
47}
48 // FT，又封装了一层，这回是调用sendMessageAtTime了
49 // 因为延时时间是基于当前调用时间的，所以需要获得绝对时间传递给sendMessageAtTime
50 public final booleansendMessageDelayed(Messagemsg, longdelayMillis)
51{
52 if(delayMillis<0){
53delayMillis=0;
54}
55 returnsendMessageAtTime(msg,SystemClock.uptimeMillis()+delayMillis);
56}
57
58
59 public booleansendMessageAtTime(Messagemsg, longuptimeMillis)
60{
61 booleansent= false;
62MessageQueuequeue=mQueue;
63 if(queue!= null){
64 // 把消息的target设置为自己，然后加入到消息队列中
65 // 对于队列这种数据结构来说，操作比较简单了
66 msg.target= this;
67sent=queue.enqueueMessage(msg,uptimeMillis);
68}
69 else{
70RuntimeExceptione= newRuntimeException(
71 this+"sendMessageAtTime()calledwithnomQueue");
72Log.w("Looper",e.getMessage(),e);
73}
74 returnsent;
75}
76 // 还记得looper中的那个消息循环处理吗
77 // 从消息队列中得到一个消息后，会调用它的target的dispatchMesage函数
78 // message的target已经设置为handler了，所以
79 // 最后会转到handler的msg处理上来
80 // 这里有个处理流程的问题
81 public voiddispatchMessage(Messagemsg){
82 // 如果msg本身设置了callback，则直接交给这个callback处理了
83 if(msg.callback!= null){
84handleCallback(msg);
85} else{
86 // 如果该handler的callback有的话，则交给这个callback处理了---相当于集中处理
87 if(mCallback!= null){
88 if(mCallback.handleMessage(msg)){
89 return;
90}
91}
92 // 否则交给派生处理,基类默认处理是什么都不干
93 handleMessage(msg);
94}
95}
96..........
97}

生成

Message msg = mHandler.obtainMessage();

msg.what = what;

msg.sendToTarget();

发送

MessageQueue queue = mQueue;

if (queue != null) {

msg.target = this;

sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);

}

在Handler.java的sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)方法中，我们看到，它找到它所引用的MessageQueue，然后将Message的target设定成自己（目的是为了在处理消息环节，Message能找到正确的Handler），再将这个Message纳入到消息队列中。

抽取

Looper me = myLooper();

MessageQueue queue = me.mQueue;

while (true) {

Message msg = queue.next(); // might block

if (msg != null) {

if (msg.target == null) {

// No target is a magic identifier for the quit message.

return;

}

msg.target.dispatchMessage(msg);

msg.recycle();

}

}

在Looper.java的loop()函数里，我们看到，这里有一个死循环，不断地从MessageQueue中获取下一个（next方法）Message，然后通过Message中携带的target信息，交由正确的Handler处理（dispatchMessage方法）。

处理

if (msg.callback != null) {

handleCallback(msg);

} else {

if (mCallback != null) {

if (mCallback.handleMessage(msg)) {

return;

}

}

handleMessage(msg);

}

在Handler.java的dispatchMessage(Message msg)方法里，其中的一个分支就是调用handleMessage方法来处理这条Message，而这也正是我们在职责处描述使用Handler时需要实现handleMessage(Message msg)的原因。

至于dispatchMessage方法中的另外一个分支，我将会在后面的内容中说明。

至此，我们看到，一个Message经由Handler的发送，MessageQueue的入队，Looper的抽取，又再一次地回到Handler的怀抱。而绕的这一圈，也正好帮助我们将同步操作变成了异步操作。

3）剩下的部分，我们将讨论一下Handler所处的线程及更新UI的方式。

在主线程（UI线程）里，如果创建Handler时不传入Looper对象，那么将直接使用主线程（UI线程）的Looper对象（系统已经帮我们创建了）；在其它线程里，如果创建Handler时不传入Looper对象，那么，这个Handler将不能接收处理消息。在这种情况下，通用的作法是：

class LooperThread extends Thread {

public Handler mHandler;

public void run() {

Looper.prepare();

mHandler = new Handler() {

public void handleMessage(Message msg) {

// process incoming messages here

}

};

Looper.loop();

}

}

在创建Handler之前，为该线程准备好一个Looper（Looper.prepare），然后让这个Looper跑起来（Looper.loop），抽取Message，这样，Handler才能正常工作。

因此，Handler处理消息总是在创建Handler的线程里运行。而我们的消息处理中，不乏更新UI的操作，不正确的线程直接更新UI将引发异常。因此，需要时刻关心Handler在哪个线程里创建的。

如何更新UI才能不出异常呢？SDK告诉我们，有以下4种方式可以从其它线程访问UI线程：

·Activity.runOnUiThread(Runnable)

·View.post(Runnable)

·View.postDelayed(Runnable, long)

·Handler

其中，重点说一下的是View.post(Runnable)方法。在post(Runnable action)方法里，View获得当前线程（即UI线程）的Handler，然后将action对象post到Handler里。在Handler里，它将传递过来的action对象包装成一个Message（Message的callback为action），然后将其投入UI线程的消息循环中。在Handler再次处理该Message时，有一条分支（未解释的那条）就是为它所设，直接调用runnable的run方法。而此时，已经路由到UI线程里，因此，我们可以毫无顾虑的来更新UI。

4）几点小结

·Handler的处理过程运行在创建Handler的线程里

·一个Looper对应一个MessageQueue

·一个线程对应一个Looper

·一个Looper可以对应多个Handler

·不确定当前线程时，更新UI时尽量调用post方法