android Handler,Looper,Message三者关系

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很多人面试肯定都被问到过，请问Android中的Looper , Handler , Message有什么关系？本篇博客目的首先为大家从源码角度介绍3者关系，然后给出一个容易记忆的结论。

1、概述

Handler 、 Looper 、Message 这三者都与Android异步消息处理线程相关的概念。那么什么叫异步消息处理线程呢？
异步消息处理线程启动后会进入一个无限的循环体之中，每循环一次，从其内部的消息队列中取出一个消息，然后回调相应的消息处理函数，执行完成一个消息后则继续循环。若消息队列为空，线程则会阻塞等待。

说了这一堆，那么和Handler 、 Looper 、Message有啥关系？其实Looper负责的就是创建一个MessageQueue，然后进入一个无限循环体不断从该MessageQueue中读取消息，而消息的创建者就是一个或多个Handler 。

2、源码解析

1、Looper

对于Looper主要是prepare()和loop()两个方法。
首先看prepare()方法
[java] view plain copy

publicstaticfinalvoidprepare(){
if(sThreadLocal.get()!=null){
thrownewRuntimeException("OnlyoneLoopermaybecreatedperthread");
}
sThreadLocal.set(newLooper(true));
}

sThreadLocal是一个ThreadLocal对象，可以在一个线程中存储变量。可以看到，在第5行，将一个Looper的实例放入了ThreadLocal，并且2-4行判断了sThreadLocal是否为null，否则抛出异常。这也就说明了Looper.prepare()方法不能被调用两次，同时也保证了一个线程中只有一个Looper实例~相信有些哥们一定遇到这个错误。
下面看Looper的构造方法：
[java] view plain copy

privateLooper(booleanquitAllowed){
mQueue=newMessageQueue(quitAllowed);
mRun=true;
mThread=Thread.currentThread();
}

在构造方法中，创建了一个MessageQueue（消息队列）。
然后我们看loop()方法：
[java] view plain copy

publicstaticvoidloop(){
finalLooperme=myLooper();
if(me==null){
thrownewRuntimeException("NoLooper;Looper.prepare()wasn'tcalledonthisthread.");
}
finalMessageQueuequeue=me.mQueue;
//Makesuretheidentityofthisthreadisthatofthelocalprocess,
//andkeeptrackofwhatthatidentitytokenactuallyis.
Binder.clearCallingIdentity();
finallongident=Binder.clearCallingIdentity();
for(;;){
Messagemsg=queue.next();//mightblock
if(msg==null){
//Nomessageindicatesthatthemessagequeueisquitting.
return;
}
//Thismustbeinalocalvariable,incaseaUIeventsetsthelogger
Printerlogging=me.mLogging;
if(logging!=null){
logging.println(">>>>>Dispatchingto"+msg.target+""+
msg.callback+":"+msg.what);
}
msg.target.dispatchMessage(msg);
if(logging!=null){
logging.println("<<<<<Finishedto"+msg.target+""+msg.callback);
}
//Makesurethatduringthecourseofdispatchingthe
//identityofthethreadwasn'tcorrupted.
finallongnewIdent=Binder.clearCallingIdentity();
if(ident!=newIdent){
Log.wtf(TAG,"Threadidentitychangedfrom0x"
+Long.toHexString(ident)+"to0x"
+Long.toHexString(newIdent)+"whiledispatchingto"
+msg.target.getClass().getName()+""
+msg.callback+"what="+msg.what);
}
msg.recycle();
}
}

第2行：
public static Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}
方法直接返回了sThreadLocal存储的Looper实例，如果me为null则抛出异常，也就是说looper方法必须在prepare方法之后运行。
第6行：拿到该looper实例中的mQueue（消息队列）
13到45行：就进入了我们所说的无限循环。
14行：取出一条消息，如果没有消息则阻塞。
27行：使用调用 msg.target.dispatchMessage(msg);把消息交给msg的target的dispatchMessage方法去处理。Msg的target是什么呢？其实就是handler对象，下面会进行分析。
44行：释放消息占据的资源。

Looper主要作用：
1、与当前线程绑定，保证一个线程只会有一个Looper实例，同时一个Looper实例也只有一个MessageQueue。
2、 loop()方法，不断从MessageQueue中去取消息，交给消息的target属性的dispatchMessage去处理。
好了，我们的异步消息处理线程已经有了消息队列（MessageQueue），也有了在无限循环体中取出消息的哥们，现在缺的就是发送消息的对象了，于是乎：Handler登场了。

2、Handler

使用Handler之前，我们都是初始化一个实例，比如用于更新UI线程，我们会在声明的时候直接初始化，或者在onCreate中初始化Handler实例。所以我们首先看Handler的构造方法，看其如何与MessageQueue联系上的，它在子线程中发送的消息（一般发送消息都在非UI线程）怎么发送到MessageQueue中的。
[java] view plain copy

publicHandler(){
this(null,false);
}
publicHandler(Callbackcallback,booleanasync){
if(FIND_POTENTIAL_LEAKS){
finalClass<?extendsHandler>klass=getClass();
if((klass.isAnonymousClass()||klass.isMemberClass()||klass.isLocalClass())&&
(klass.getModifiers()&Modifier.STATIC)==0){
Log.w(TAG,"ThefollowingHandlerclassshouldbestaticorleaksmightoccur:"+
klass.getCanonicalName());
}
}
mLooper=Looper.myLooper();
if(mLooper==null){
thrownewRuntimeException(
"Can'tcreatehandlerinsidethreadthathasnotcalledLooper.prepare()");
}
mQueue=mLooper.mQueue;
mCallback=callback;
mAsynchronous=async;
}

14行：通过Looper.myLooper()获取了当前线程保存的Looper实例，然后在19行又获取了这个Looper实例中保存的MessageQueue（消息队列），这样就保证了handler的实例与我们Looper实例中MessageQueue关联上了。

然后看我们最常用的sendMessage方法

[java] view plain copy

publicfinalbooleansendMessage(Messagemsg)
{
returnsendMessageDelayed(msg,0);
}

[java] view plain copy

publicfinalbooleansendEmptyMessageDelayed(intwhat,longdelayMillis){
Messagemsg=Message.obtain();
msg.what=what;
returnsendMessageDelayed(msg,delayMillis);
}

[java] view plain copy

publicfinalbooleansendMessageDelayed(Messagemsg,longdelayMillis)
{
if(delayMillis<0){
delayMillis=0;
}
returnsendMessageAtTime(msg,SystemClock.uptimeMillis()+delayMillis);
}

[java] view plain copy

publicbooleansendMessageAtTime(Messagemsg,longuptimeMillis){
MessageQueuequeue=mQueue;
if(queue==null){
RuntimeExceptione=newRuntimeException(
this+"sendMessageAtTime()calledwithnomQueue");
Log.w("Looper",e.getMessage(),e);
returnfalse;
}
returnenqueueMessage(queue,msg,uptimeMillis);
}

辗转反则最后调用了sendMessageAtTime，在此方法内部有直接获取MessageQueue然后调用了enqueueMessage方法，我们再来看看此方法：

[java] view plain copy

privatebooleanenqueueMessage(MessageQueuequeue,Messagemsg,longuptimeMillis){
msg.target=this;
if(mAsynchronous){
msg.setAsynchronous(true);
}
returnqueue.enqueueMessage(msg,uptimeMillis);
}

enqueueMessage中首先为meg.target赋值为this，【如果大家还记得Looper的loop方法会取出每个msg然后交给msg,target.dispatchMessage(msg)去处理消息】，也就是把当前的handler作为msg的target属性。最终会调用queue的enqueueMessage的方法，也就是说handler发出的消息，最终会保存到消息队列中去。

现在已经很清楚了Looper会调用prepare()和loop()方法，在当前执行的线程中保存一个Looper实例，这个实例会保存一个MessageQueue对象，然后当前线程进入一个无限循环中去，不断从MessageQueue中读取Handler发来的消息。然后再回调创建这个消息的handler中的dispathMessage方法，下面我们赶快去看一看这个方法：

[java] view plain copy

publicvoiddispatchMessage(Messagemsg){
if(msg.callback!=null){
handleCallback(msg);
}else{
if(mCallback!=null){
if(mCallback.handleMessage(msg)){
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}

可以看到，第10行，调用了handleMessage方法，下面我们去看这个方法：

[java] view plain copy

/**
*Subclassesmustimplementthistoreceivemessages.
*/
publicvoidhandleMessage(Messagemsg){
}

可以看到这是一个空方法，为什么呢，因为消息的最终回调是由我们控制的，我们在创建handler的时候都是复写handleMessage方法，然后根据msg.what进行消息处理。

例如：

[java] view plain copy

privateHandlermHandler=newHandler()
{
publicvoidhandleMessage(android.os.Messagemsg)
{
switch(msg.what)
{
casevalue:
break;
default:
break;
}
};
};

到此，这个流程已经解释完毕，让我们首先总结一下

1、首先Looper.prepare()在本线程中保存一个Looper实例，然后该实例中保存一个MessageQueue对象；因为Looper.prepare()在一个线程中只能调用一次，所以MessageQueue在一个线程中只会存在一个。

2、Looper.loop()会让当前线程进入一个无限循环，不端从MessageQueue的实例中读取消息，然后回调msg.target.dispatchMessage(msg)方法。

3、Handler的构造方法，会首先得到当前线程中保存的Looper实例，进而与Looper实例中的MessageQueue想关联。

4、Handler的sendMessage方法，会给msg的target赋值为handler自身，然后加入MessageQueue中。

5、在构造Handler实例时，我们会重写handleMessage方法，也就是msg.target.dispatchMessage(msg)最终调用的方法。

好了，总结完成，大家可能还会问，那么在Activity中，我们并没有显示的调用Looper.prepare()和Looper.loop()方法，为啥Handler可以成功创建呢，这是因为在Activity的启动代码中，已经在当前UI线程调用了Looper.prepare()和Looper.loop()方法。

3、Handler post

今天有人问我，你说Handler的post方法创建的线程和UI线程有什么关系？

其实这个问题也是出现这篇博客的原因之一；这里需要说明，有时候为了方便，我们会直接写如下代码：

[java] view plain copy

mHandler.post(newRunnable()
{
@Override
publicvoidrun()
{
Log.e("TAG",Thread.currentThread().getName());
mTxt.setText("yoxi");
}
});

然后run方法中可以写更新UI的代码，其实这个Runnable并没有创建什么线程，而是发送了一条消息，下面看源码：

[java] view plain copy

publicfinalbooleanpost(Runnabler)
{
returnsendMessageDelayed(getPostMessage(r),0);
}

[java] view plain copy

privatestaticMessagegetPostMessage(Runnabler){
Messagem=Message.obtain();
m.callback=r;
returnm;
}

可以看到，在getPostMessage中，得到了一个Message对象，然后将我们创建的Runable对象作为callback属性，赋值给了此message.

注：产生一个Message对象，可以new ，也可以使用Message.obtain()方法；两者都可以，但是更建议使用obtain方法，因为Message内部维护了一个Message池用于Message的复用，避免使用new 重新分配内存。

[java] view plain copy

publicfinalbooleansendMessageDelayed(Messagemsg,longdelayMillis)
{
if(delayMillis<0){
delayMillis=0;
}
returnsendMessageAtTime(msg,SystemClock.uptimeMillis()+delayMillis);
}

[java] view plain copy

publicbooleansendMessageAtTime(Messagemsg,longuptimeMillis){
MessageQueuequeue=mQueue;
if(queue==null){
RuntimeExceptione=newRuntimeException(
this+"sendMessageAtTime()calledwithnomQueue");
Log.w("Looper",e.getMessage(),e);
returnfalse;
}
returnenqueueMessage(queue,msg,uptimeMillis);
}

最终和handler.sendMessage一样，调用了sendMessageAtTime，然后调用了enqueueMessage方法，给msg.target赋值为handler，最终加入MessagQueue.

可以看到，这里msg的callback和target都有值，那么会执行哪个呢？

其实上面已经贴过代码，就是dispatchMessage方法：

[java] view plain copy

publicvoiddispatchMessage(Messagemsg){
if(msg.callback!=null){
handleCallback(msg);
}else{
if(mCallback!=null){
if(mCallback.handleMessage(msg)){
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}

第2行，如果不为null，则执行callback回调，也就是我们的Runnable对象。

好了，关于Looper , Handler , Message 这三者关系上面已经叙述的非常清楚了。

最后来张图解：

希望图片可以更好的帮助大家的记忆~~

4、后话

其实Handler不仅可以更新UI，你完全可以在一个子线程中去创建一个Handler，然后使用这个handler实例在任何其他线程中发送消息，最终处理消息的代码都会在你创建Handler实例的线程中运行。

[java] view plain copy

newThread()
{
privateHandlerhandler;
publicvoidrun()
{
Looper.prepare();
handler=newHandler()
{
publicvoidhandleMessage(android.os.Messagemsg)
{
Log.e("TAG",Thread.currentThread().getName());
};
};<precode_snippet_id="445431"snippet_file_name="blog_20140808_19_1943618"name="code"class="java">Looper.loop();}</pre>

Android不仅给我们提供了异步消息处理机制让我们更好的完成UI的更新，其实也为我们提供了异步消息处理机制代码的参考~~不仅能够知道原理，最好还可以将此设计用到其他的非Android项目中去~~

1、概述

2、源码解析

1、Looper

2、Handler

3、Handler post

4、后话

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