Android异步任务机制—Handler

介绍

熟悉Windows编程的朋友知道Windows程序是消息驱动的，并且有全局的消息循环系统。Google参考了Windows的消息循环机制，也在Android系统中实现了消息循环机制。
Android的消息循环是针对线程的，每个线程都可以有自己的消息队列和消息循环。

Handler机制主要角色

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。

1.Handler创建消息

    每一个消息都需要被指定的Handler处理，通过Handler创建消息便可以完成此功能。Android消息机制中引入了消息池。Handler创建消息时首先查询消息池中是否有消息存在，如果有直接从消息池中取得，如果没有则重新初始化一个消息实例。使用消息池的好处是：消息不被使用时，并不作为垃圾回收，而是放入消息池，可供下次Handler创建消息时使用。消息池提高了消息对象的复用，减少系统垃圾回收的次数。消息的创建流程如图所示。

2.Handler发送消息

UI主线程初始化第一个Handler时会通过ThreadLocal创建一个Looper，该Looper与UI主线程一一对应。使用ThreadLocal的目的是保证每一个线程只创建唯一一个Looper。之后其他Handler初始化的时候直接获取第一个Handler创建的Looper。Looper初始化的时候会创建一个消息队列MessageQueue。至此，主线程、消息循环、消息队列之间的关系是1:1:1。
Handler、Looper、MessageQueue的初始化流程如图所示:

3.Handler处理消息

UI主线程通过Looper循环查询消息队列UI_MQ，当发现有消息存在时会将消息从消息队列中取出。首先分析消息，通过消息的参数判断该消息对应的Handler，然后将消息分发到指定的Handler进行处理。

子线程通过Handler、Looper与UI主线程通信的流程如图所示。

Handler机制主要运用

1：发送消息，在不同的线程间发送消息，使用的方法为sendXXX();

sendEmptyMessage(int);//发送一个空的消息
sendMessage(Message);//发送消息，消息中可以携带参数
sendMessageAtTime(Message, long);//未来某一时间点发送消息
sendMessageDelayed(Message, long);//延时Nms发送消息

主线程定义Handler

Handler mHandler = new Handler() {

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            switch (msg.what) {
                case 0:
                    //完成主界面更新,拿到数据
                    String data = (String) msg.obj;
                    textView.setText(data);
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    };

子线程发消息，通知Handler完成UI更新

 private void getDataFromNet() {
        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                //耗时操作，完成之后发送消息给Handler，完成UI更新；
                mHandler.sendEmptyMessage(0);
                //需要数据传递，用下面方法；
                Message msg = new Message();
                msg.obj = "网络数据";//可以是基本类型，可以是对象，可以是List、map等；
                mHandler.sendMessage(msg);
            }

        }).start();
    }

2：另一个功能。计划任务，在未来执行某任务，使用的方法为postXXX();

post(Runnable);//提交计划任务马上执行
postAtTime(Runnable, long);//提交计划任务在未来的时间点执行
postDelayed(Runnable, long);//提交计划任务延时Nms执行

示例：

主线程定义Handler

 private Handler mHandler=new Handler();

子线程提交任务更新UI

    private void getDataFromNet() {
        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                //耗时操作，完成之后提交任务更新UI
                final String data = "网络数据";
                mHandler.post(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        textView.setText(data);
                    }
                });
            }
        }).start();
    }

Handler机制扩展

为了更加方便的使用Handler消息机制，Android也提供了几种扩展方式，内部实现都是基于Handler消息机制

1：Activity.runOnUiThread(Runnable)

 private void getDataFromNet() {
        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                //耗时操作，完成之后提交任务更新UI
                final String data = "网络数据";
                runOnUiThread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        textView.setText(data);
                    }
                });
            }
        }).start();
    }

2：View.post(Runnable)

private void getDataFromNet() {
        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                //耗时操作，完成之后提交任务更新UI
                final String data = "网络数据";
                textView.post(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        textView.setText(data);
                    }
                });
            }
        }).start();
    }

3：使用AsyncTask代替Thread

 private void getDataFromNet() {
        MyTask task = new MyTask();
        task.execute();
    }

    private class MyTask extends AsyncTask {

        //后台线程执行时
        @Override
        protected Object doInBackground(Object... params) {
            ////耗时操作，
            String data = "网络数据";
            return data;
        }

        //后台线程执行结束后的操作，其中参数result为doInBackground返回的结果
        @Override
        protected void onPostExecute(Object result) {
            super.onPostExecute(result);
            textView.setText((String) result);
        }
    }