深入理解Android中的Handler非同步通訊機制_Android

一、問題：在Android啟動後會在新進程裡建立一個主線程，也叫UI線程（非安全執行緒）這個線程主要負責監聽螢幕點擊事件與介面繪製。當Application需要進行耗時操作如網路請求等，如直接在主線程進行容易發生ANR錯誤。所以會建立子線程來執行耗時任務，當子線程執行完畢需要通知UI線程並修改介面時，不可以直接在子線程修改UI，怎麼辦？

解決方案：Message Queue機制可以實現子線程與UI線程的通訊。

該機制包括Handler、Message Queue、Looper。Handler可以把訊息/Runnable對象發給Looper，由它把訊息放入所屬線程的訊息佇列中，然後Looper又會自動把訊息佇列裡的訊息/Runnable對象廣播到所屬線程裡的Handler，由Handler處理接收到的訊息或Runnable對象。

1、Handler

每次建立Handler對象時，它會自動綁定到建立它的線程上。如果是主線程則預設包含一個Message Queue，否則需要自己建立一個訊息佇列來儲存。

Handler是多個線程通訊的信使。比如線上程A中建立AHandler，給它綁定一個ALooper，同時建立屬於A的訊息佇列AMessageQueue。然後線上程B中使用AHandler發送訊息給ALooper，ALooper會把訊息存入到AMessageQueue，然後再把AMessageQueue廣播給A線程裡的AHandler，它接收到訊息會進行處理。從而實現通訊。

2、Message Queue

在主線程裡預設包含了一個訊息佇列不需要手動建立。在子線程裡，使用Looper.prepare()方法後，會先檢查子線程是否已有一個looper對象，如果有則無法建立，因為每個線程只能擁有一個訊息佇列。沒有的話就為子線程建立一個訊息佇列。

3、完整建立handler機制
Handler類包含Looper指標和MessageQueue指標，而Looper裡包含實際MessageQueue與當前線程指標。

下面分別就UI線程和worker線程講解handler建立過程：

首先，建立handler時，會自動檢查當前線程是否包含looper對象，如果包含，則將handler內的訊息佇列指向looper內部的訊息佇列，否則，拋出異常請求執行looper.prepare()方法。

 － 在UI線程中，系統自動建立了Looper 對象，所以，直接new一個handler即可使用該機制；

－ 在worker線程中，如果直接建立handler會拋出運行時異常－即通過查‘線程－value'映射表發現當前線程無looper對象。所以需要先調用Looper.prepare()方法。在prepare方法裡，利用ThreadLocal<Looper>對象為當前線程建立一個Looper（利用了一個Values類，即一個Map映射表，專為thread儲存value，此處為當前thread儲存一個looper對象）。然後繼續建立handler，讓handler內部的訊息佇列指向該looper的訊息佇列（這個很重要，讓handler指向looper裡的訊息佇列，即二者共用同一個訊息佇列，然後handler向這個訊息佇列發送訊息，looper從這個訊息佇列擷取訊息）。然後looper迴圈訊息佇列即可。當擷取到message訊息，會找出message對象裡的target，即原始發送handler，從而回調handler的handleMessage() 方法進行處理。

handler機制

4、核心
 － handler與looper共用訊息佇列，所以handler發送訊息只要入列，looper直接取訊息即可。

 － 線程與looper映射表：一個線程最多可以映射一個looper對象。通過查表可知當前線程是否包含looper，如果已經包含則不再建立新looper。

5、基於這樣的機制是怎樣實現線程隔離的，即線上程中通訊呢。

核心在於每一個線程擁有自己的handler、message queue、looper體系。而每個線程的Handler是公開的。B線程可以調用A線程的handler發送訊息到A的共用訊息佇列去，然後A的looper會自動從共用訊息佇列取出訊息進行處理。反之一樣。

子線程向主線程發送訊息

子線程之間通訊

二、上面是基於子線程中利用主線程提供的Handler發送訊息出去，然後主線程的Looper從訊息佇列中擷取並處理。那麼還有另外兩種情況：

1、主線程發送訊息到子線程中；

採用的方法和前面類似。要在子線程中執行個體化AHandler並設定處理訊息的方法，同時由於子線程沒有訊息佇列和Looper的輪詢，所以要加上Looper.prepare(),Looper.loop()分別建立訊息佇列和開啟輪詢。然後在主線程中使用該AHandler去發送訊息即可。

2、子線程A與子線程B之間的通訊。

三、Handler裡面有什麼實用的API嗎？
請記住：

Handler只是簡單往訊息佇列中發送訊息而已（或者使用post方式）
它們有更方便的方法可以協助與UI線程通訊。
如果你現在看看Handler的API，可以清楚看到這幾個方法：

• post
• postDelayed
• postAtTime

程式碼範例

這裡的代碼都是很基礎的，不過你可以好好看看注釋。

樣本1：使用Handler的“post”方法

public class TestActivity extends Activity { // ...// all standard stuff @Overridepublic void onCreate(Bundle savedInstanceState) {   // ...  // all standard stuff   // we're creating a new handler here  // and we're in the UI Thread (default)  // so this Handler is associated with the UI thread  Handler mHandler = new Handler();   // I want to start doing something really long  // which means I should run the fella in another thread.  // I do that by sending a message - in the form of another runnable object   // But first, I'm going to create a Runnable object or a message for this  Runnable mRunnableOnSeparateThread = new Runnable() {    @Override    public void run () {       // do some long operation      longOperation();       // After mRunnableOnSeparateThread is done with it's job,      // I need to tell the user that i'm done      // which means I need to send a message back to the UI thread       // who do we know that's associated with the UI thread?      mHandler.post(new Runnable(){        @Override        public void run(){          // do some UI related thing          // like update a progress bar or TextView          // ....        }      });      }  };   // Cool but I've not executed the mRunnableOnSeparateThread yet  // I've only defined the message to be sent  // When I execute it though, I want it to be in a different thread  // that was the whole point.   new Thread(mRunnableOnSeparateThread).start();} }

如果根本就沒有Handler對象，回調post方法會比較難辦。

樣本2：使用postDelayed方法

近期本站新介紹的特性中，我每次都要類比EditText的自動完成功能，每次文字改變後都會觸發一個API的調用，從伺服器中檢索資料。

我想減少APP調用API的次數，所以決定使用Handler的postDelayed方法來實現這個功能。

本例不針對平行處理，只是關於Handler給訊息佇列發送訊息還有安排訊息在未來的某一點執行等。

// the below code is inside a TextWatcher// which implements the onTextChanged method// I've simplified it to only highlight the parts we're// interested in private long lastChange = 0; @Overridepublic void onTextChanged(final CharSequence chars,             int start, int before, int count) {     // The handler is spawned from the UI thread    new Handler().postDelayed(       // argument 1 for postDelated = message to be sent      new Runnable() {        @Override        public void run() {           if (noChangeInText_InTheLastFewSeconds()) {            searchAndPopulateListView(chars.toString()); // logic          }        }      },       // argument 2 for postDelated = delay before execution      300);     lastChange = System.currentTimeMillis();}  private boolean noChangeInText_InTheLastFewSeconds() {  return System.currentTimeMillis() - lastChange >= 300}

最後我就把“postAtTime”這個方法作為聯絡留給讀者們了，掌握Handler了嗎？如果是的話，那麼可以盡情使用線程了。