Handler机制的原理，现在几乎成了面试必问问题之一了。也是用的比较多的知识点之一，所以了解它的原理是必需也是必须的。
Handler简介
我们在开发中，经常会遇到一些比较耗时的操作，比如网络访问，下载图片，访问数据库显示等。这些耗时的操作在一定的情况下可能会导致应用发生ANR的问题，通常我们只能开启一个新的线程来执行这些耗时操作。于是在子线程执行完这些操作后，我们需要修改界面上的文字或者显示图片。但是在Android中UI控件不是线程安全的，我们只能在主线程（也是UI线程）中操作UI控件，否则会报错哦。这时候我们就用到了Handler了。
Handler的作用就是将一个任务切换到Handler所在的线程中去执行，所以我们就可以通过Handler将子线程中UI操作切换到UI线程中去了，但前提是Handler要在UI线程中创建哦。
Handler案例
Handler的主要是应用在更新UI线程中的UI控件，它的使用方法也比较简单。只要注意在UI线程中初始化它，重写它的handleMessage(Message msg)方法。在需要更新UI的线程中调用handler.sendMessage(msg)发送消息即可。Handler收到消息后在handleMessage中处理，此时已经切换到了主线程中，示例代码如下：
public class MainActivity extends Activity {
String TAG = "MainActivity";
TextView tv_time;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
tv_time = (TextView)findViewById(R.id.tv_time);
}
Handler myHandler = new Handler() {
public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what) {
case 0:
tv_time.setText("屠龙宝刀");
break;
case 1:
tv_time.setText("点击就送");
break;
case 2:
tv_time.setText("一刀999级");
break;
}
}
};
void createThread()
{
new Thread(){
@Override
public void run(){
SystemClock.sleep(3000);
Message msg = new Message();
msg.what = 0;
myHandler.sendMessage(msg);
SystemClock.sleep(3000);
Message msg_1 = new Message();
msg_1.what = 1;
myHandler.sendMessage(msg_1);
SystemClock.sleep(3000);
Message msg_2 = new Message();
msg_2.what = 2;
myHandler.sendMessage(msg_2);
}
}.start();
}
}Handler消息机制概述
在了解Handler的消息机制之前，我们先来了解几个知识点。Handler的运行需要下层的MessageQueue和Looper来支持。
MessageQueue消息队列，以链表的形式来存储Handler发送来的消息。
Looper消息循环，Looper会无限的循环去访问MessageQueue消息队列中是否有新消息，如果有则处理，没有则一直等待。
有了基本的知识储备，我们来简单的说一下一个Handler消息的传播过程，首先Handler通过send发出一个消息，这个消息将插入MessageQueue中，Looper循环执行发现MessageQueue中的新消息，取出MessageQueue中的消息到Looper中处理。
消息机制的原理
消息机制的原理，主要就是MessageQueue、Looper和Handler的工作原理，以及他们之前是如何协作的。
MessageQueue的工作原理
MessageQueue消息队列，是在Looper的构造函数中创建的。他是以一种单链表形式的数据结构来维护消息队列的。他的主要操作就是插入（enqueueMessage）和读取（next）。其中读取伴随着删除。我们首先来看一下enqueueMessage的源码：
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
...
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;
} Message next() {
...
int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
int nextPollTimeoutMillis = 0;
for (;;) {
if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
Binder.flushPendingCommands();
}
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
// Try to retrieve the next message. Return if found.
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
if (msg != null && msg.target == null) {
// Stalled by a barrier. Find the next asynchronous message in the queue.
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
if (msg != null) {
if (now < msg.when) {
// Next message is not ready. Set a timeout to wake up when it is ready.
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
} else {
// Got a message.
mBlocked = false;
if (prevMsg != null) {
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null;
if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
msg.markInUse();
return msg;
}
} else {
// No more messages.
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
...
}
...
}
}Looper的工作原理
分析Looper的工作原理，我们首先看一下Looper是怎么创建和调用的。我们可以通过以下的代码，为当前的线程创建一个Looper，并开启消息循环。
new Thread(){
public void run()
{
Looper.prepare();
Handler mHandler = new Handler();
Looper.loop();
}
}.start(); /**
* Run the message queue in this thread. Be sure to call
* {@link #quit()} to end the loop.
*/
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.recycleUnchecked();
}
}
既然loop是一个无限循环的函数，而且是运行在当前线程的，我们来做一个实验，代码如下：
void createThread()
{
new Thread(){
@Override
public void run(){
Looper.prepare();
Log.e("MainActivity","this thread : "+this.currentThread()+" 111");
Looper.loop();
Log.e("MainActivity","this thread : "+this.currentThread()+" 222");
}
}.start();
}09-13 14:40:23.629: E/MainActivity(2782): this thread : Thread[Thread-35067,5,main] 111
Handler的工作原理
之前的实例中已经提到了Handler的通常用法。在主线程中初始化Handler对象之后，通过handler的sendMessage(Message msg)来发送消息，之后在handleMessage(Message msg)方法中处理消息。这也就是Handler的主要工作方式，发送消息和接收处理消息。首先我们来看一下Handler发送消息的源码，如下：
public final boolean sendMessage(Message msg)
{
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}
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);
} 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();
}
这里可以看出dispatchMessage分三种情况：
- 如果Message的callback不为null，一般为通过 post(Runnable) 方式，会直接执行 Runnable 的 run 方法。因此这里的 Runnable 实际上就是一个回调接口，跟线程 Thread 没有任何关系。
- 如果 Message 的 Callback 为 null，这种一般为 sendMessage 的方式，mCallback （构造函数里面传递过来的）不为null，则执行mCallback里面的handleMessage。
- 以上都不符合，则会调用 Handler 的 hanlerMessage 方法进行处理。
其中post方式代码如下：
public final boolean post(Runnable r)
{
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();
m.callback = r;
return m;
}实际上 post(Runnable) 会将 Runnable 赋值到 Message 的 callback 变量中。
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