Handler消息机制源码总结(雷惊风)_android 刘永雷 handler-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/liuyonglei1314/article/details/69457575

1.概述。

Handler消息处理机制对于初学者来说，应该算是一块心病，几乎每次面试都会被问到，今天我抽时间从源码的角度总结一下相关知识点。先看一下我们平时是怎么用的，如下代码实例：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private TextView text;
    private Handler mHandler;
    int i=0;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        text = (TextView) findViewById(R.id.text);
        mHandler = new Handler(){
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                super.handleMessage(msg);
                text.setText("变为："+msg.what);
            }
        };

    }
    public void sendMes(View view){
        mHandler.sendEmptyMessage(i);
        i++;
    }
}

很简单，onCreat()方法中实例化了一个Handler实例，实现其handlerMessage(Message msg)方法，在方法中改变TextView的显示内容，在布局文件中放了一个Button设置其android:onClick="sendMes"，看一下效果：

相信每一个开发Android的人都会使用Handler更新页面，但是我们还要知道它是如何实现的，下面我们就剖析一下它的源码吧。

2.源码解析

我们都知道Handler机制涉及到了几个类，他们分别是Handler、Message、MessageQueue、Looper，先来了解一下这几个类的作用：

1.Message：个人认为可以看成是我们要传递消息的载体，我们可以将信息设置到它的what属性，arg属性等。

2.MessageQueue：统一存储Message的类，我们发出的每一个消息都将保存到MessageQueue中，我们可以从里边取消息进行处理。

3.Looper：统一管理message，循环取出MessageQueue中存储的消息进行处理的类。

4.Handler：发送Message,处理Message的类。

下面我们先看一下Looper这个类，这个类有两个方法非常重要：prepare()、loop(),瞅瞅prepare()方法的实现：

public static void prepare() {
    prepare(true);
}

调用了单参数的重载方法，传的是true，接着向下看：

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));
}

在这里用到了ThreadLocal类，这个类为每一个用到它的线程提供一个副本，每一个线程只能访问自己的数据。判断不为空保证了我们这个方法只能被调用一次，创建了Looper实例，并将我们的true继续传递，那么我们看一下Looper的构造函数：

private Looper(boolean quitAllowed) {
    mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
    mThread = Thread.currentThread();
}

在Looper中创建了MessageQueue对象，并传递true，大家也行会问这个true是干嘛的，它是后续用来判断消息循环是否可以终止的，系统在UI线程里边调用时传递的false，后边会介绍到，再看看他的MessageQueue中又做了什么呢

MessageQueue(boolean quitAllowed) {
    mQuitAllowed = quitAllowed;
    mPtr = nativeInit();
}

保存了传递进来的boolean值。这样我们就看完了Looper的prepare()方法的实现流程，总结一下：

创建了当前线程对应的Looper对象并保存的mThreadLocal对象中，同时创建了与之对应的MessageQueue对象。

下边看一下Looper.loop()方法实现：

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
        final Printer logging = me.mLogging;
        if (logging != null) {
            logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
                    msg.callback + ": " + msg.what);
        }

        final long traceTag = me.mTraceTag;
        if (traceTag != 0 && Trace.isTagEnabled(traceTag)) {
            Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg));
        }
        try {
            msg.target.dispatchMessage(msg);
        } finally {
            if (traceTag != 0) {
                Trace.traceEnd(traceTag);
            }
        }

        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.recycleUnchecked();
    }
}

这个方法稍微长一点，但是并不难，首先调用myLooper()方法从mThreadLocal对象中获取保存的Looper对象，并从Looper中拿到对应的MessageQueue对象，一个for循环获取queue中的每一个Message，最终调用了msg.target.dispatchMessage(msg);嗯？这个target是什么？其实就是我们实例化的mHandler对象，这里先记住，后边会说到，去Handler类中找一下dispatchMessage()方法：

public void dispatchMessage(Message msg) {
    if (msg.callback != null) {
        handleCallback(msg);
    } else {
        if (mCallback != null) {
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                return;
            }
        }
        handleMessage(msg);
    }
}

看到没，系统在这里调用了handlerMessage(msg)方法，看一下：

public void handleMessage(Message msg) {
}

咦，是个空实现，没错，因为我们在实例化Handler的时候重写了handlerMessage(Message msg)方法，所以会执行到我们更新页面UI的代码。到这，我们Looper.loop()方法也介绍完了，总结一下：

通过myLooper()方法获取当前线程对应的Looper对象，并取到对应的MessageQueue，创建一个for()的无限循环，去取MessageQueue中的Message，取到message中保存的Handler对象调用其dispatchMessage()方法，最终执行到我们的handlerMessage(Message msg)方法更新UI。看到这里，你是不是稍微明白了一点，没事，接着往下看，看完了你就明白了，

上述的这两个方法只是做了一些前期准备，那么下面我们就看一下当我们实例化一个handler时系统做了些什么。

public Handler() {
    this(null, false);
}

调用了重载方法：

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;
}

参数通过单词也能明白个大概，看重要的，类似Looper.loop()方法，也是获取了对应的Looper对象及Queue对象并且赋值callback与mAsynchronous。这个方法挺简单的，没什么太多逻辑，就是一个获取信息。下边看一下当我们调用mHandler.sendEmptyMessage(i)时系统又做了一些什么？

public final boolean sendEmptyMessage(int what)
{
    return sendEmptyMessageDelayed(what, 0);
}

public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
    Message msg = Message.obtain();
    msg.what = what;
    return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);
}

public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
    if (delayMillis < 0) {
        delayMillis = 0;
    }
    return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}

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);
}

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
    msg.target = this;
    if (mAsynchronous) {
        msg.setAsynchronous(true);
    }
    return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}

经过一系列方法的调用，在这里我们发现了msg.target属性被赋值了this，也就是说对应了我们当前的Handler,这下你应该明白上边发送message时的那段代码了吧，接着向下看，最终调用了queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis)方法：

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
    if (msg.target == null) {
        throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
    }
    if (msg.isInUse()) {
        throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
    }

    synchronized (this) {
        if (mQuitting) {
            IllegalStateException e = new IllegalStateException(
                    msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
            Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
            msg.recycle();
            return false;
        }

        msg.markInUse();
        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;
}

这段代码就是将我们当前发送的消息插入到了消息队列中。因为之前在Looper.loop()方法中有一个，无限循环在一直取消息，所以当我们加入新的消息时，就会在loop()方法中被取出来，并执行相应message中target的dispatchMessage()方法，最终执行到我们Handler实例中的handlMessage()方法中更新UI界面，现在你应该明白了吧。

整体总结一下：

1.首先调用Looper.prepare()方法，创建Looper实例，保存到ThreadLocal中，并创建与之对应的MessageQueue对象；

2.调用Looper.loop()方法，获取到对应的messageQueue对象，创建无限循环取出messageQueue中的Message中的target（Handler）执行其dispatchMessage()方法最终执行到handleMessage（）方法中更新UI，如果没有message进入等待状态。

3.创建Handler实例对象，管理Looper对象与MessageQueue对象。

4.调用sendMessage（）方法，创建Message对象，赋值target，添加到messageQueue中。

5.Looper.loop()中无限循环最终取出我们新加入的Message并执行相关方法更新UI。

也许你会说我从来没有用过Looper.prepare()方法与Looper.loop()方法啊，没错，因为在主线程中系统已经为我们调用了，所以不用我们调用。看一下ActivityThread中的main方法的实现：

public static void main(String[] args) {
    Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "ActivityThreadMain");
    SamplingProfilerIntegration.start();

    // CloseGuard defaults to true and can be quite spammy.  We
    // disable it here, but selectively enable it later (via
    // StrictMode) on debug builds, but using DropBox, not logs.
    CloseGuard.setEnabled(false);

    Environment.initForCurrentUser();

    // Set the reporter for event logging in libcore
    EventLogger.setReporter(new EventLoggingReporter());

    // Make sure TrustedCertificateStore looks in the right place for CA certificates
    final File configDir = Environment.getUserConfigDirectory(UserHandle.myUserId());
    TrustedCertificateStore.setDefaultUserDirectory(configDir);

    Process.setArgV0("<pre-initialized>");

    Looper.prepareMainLooper();

    ActivityThread thread = new ActivityThread();
    thread.attach(false);

    if (sMainThreadHandler == null) {
        sMainThreadHandler = thread.getHandler();
    }

    if (false) {
        Looper.myLooper().setMessageLogging(new
                LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
    }

    // End of event ActivityThreadMain.
    Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
    Looper.loop();

    throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}

可以看到在这里系统调用的是Looper.prepareMainLooper()方法，并发我们讲的Looper.prepare(),有什么区别呢？看一下：

public static void prepareMainLooper() {
    prepare(false);
    synchronized (Looper.class) {
        if (sMainLooper != null) {
            throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
        }
        sMainLooper = myLooper();
    }
}

看到没，系统在这里也是调用了prepare（false）方法，只不过它传递的是false，并不是我们之前的true，那我们看一下在MessageQueue中哪用到了这个参数，就知道他是干嘛得了：

void quit(boolean safe) {
    if (!mQuitAllowed) {
        throw new IllegalStateException("Main thread not allowed to quit.");
    }

    synchronized (this) {
        if (mQuitting) {
            return;
        }
        mQuitting = true;

        if (safe) {
            removeAllFutureMessagesLocked();
        } else {
            removeAllMessagesLocked();
        }

        // We can assume mPtr != 0 because mQuitting was previously false.
        nativeWake(mPtr);
    }
}

就这一个地方用到了，通过他判断了，是否可以停止。如果是主线程因为系统传递的是false，所以是不能停止消息循环的。到这里，整篇文章的疑问都解决了。

最后看一下Handler.post(Runnable r);方法的实现：

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

调用了一个getPostMessage（r）方法：

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

可以看到它是被付给了message的callback参数，在handler的dispatchMessage()方法中有用到：

public void dispatchMessage(Message msg) {
    if (msg.callback != null) {
        handleCallback(msg);
    } else {
        if (mCallback != null) {
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                return;
            }
        }
        handleMessage(msg);
    }
}

private static void handleCallback(Message message) {
    message.callback.run();
}

它会判断并执行run方法。

到这里，我们这篇文章就算是写完了，我们在源码的角度分析了Handler消息处理机制，希望对大家有所帮助。