Handler機制學習小結

Handler機制學習小結

一、      Handler的作用

先說明為何需要Handler。主線程需要執行某個耗時操作，並根據操作的結果相應地更新UI。但是當耗時的操作在5秒內無法完成時，Android會報出ANR錯誤。導致此ANR錯誤的原因是主線程在5秒內只幹了一件事（而且還可能這一件事也沒完成），那就不能響應使用者的其它輸入事件，解決的辦法是我們可以讓子線程來幹這件耗時的事，然後把結果返回給主線程，主線程根據返回的結果來更新相應的UI（註：子線程並不與客戶互動，所以它並不直接處理使用者的輸入事件，所以幹一件事超過5秒是沒有關係的）。

這裡我們的問題轉化為一個Android中線程通訊的問題：主線程需要發個訊息告訴子線程該幹什麼，子線程幹完之後需要把工作成果反饋給主線程，主線程需要根據子線程反饋的結果來做相應的處理。這些工作都是Handler來完成的，這就是Handler存在的其中一個理由。

二、      Handler使用的流程

如何通過Handler來完成線程間的通訊呢？分為以下幾步：建立執行個體，發送事件訊息，接受事件處理結果並更新UI。

1.      我們應該在主線程中建立一個Handler執行個體

Handler handler= new Handler();Handler handler= new Handler(loop); //loop是一個Loop對象

Handler還有兩個構造方法，這裡沒有列舉。這裡需要指出，這裡列舉出的兩個方法有本質的區別，我們會在後面再討論這裡的區別。

2.      我們把要做的事封裝成一個Message對象，把這個Message對象通過Handler的方法發送出去。

Handler中分發訊息的一些方法
       

post(Runnable)        postAtTime(Runnable,long)        postDelayed(Runnable long)        sendEmptyMessage(int)        sendMessage(Message)        sendMessageAtTime(Message,long)        sendMessageDelayed(Message,long)

3.      public voidhandleMessage(Message msg)

在這裡我們可以接受到子線程完成事件後返回的結果，我們可以override這個方法來更新UI，當然如果不需要的話也可以不用這個方法，這取決於你的應用程式具體的需要。

這裡可以看到，Handler的使用非常簡單，下面我們就來看一個執行個體：我們的UI介面有兩個Button，一個用來下載，將非常耗時，我們通過Thread的sleep方法來類比這個耗時的過程，我們讓它睡眠6秒鐘，另一個Button非常簡單，只是通過Toast顯示資訊而已。

Layout檔案非常簡單，略過不提。代碼如下：

public class Handler01Activityextends Activity {      private int index = 0;    @Override    public void onCreate(BundlesavedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.main);        //兩個Button按鍵，dnloadBt和caculateBt        Button dnloadBt =(Button)findViewById(R.id.download);        Button caculateBt =(Button)findViewById(R.id.caculate);        //為一個Button綁定事件：事件到內容在下面的Runnable runnable的run方法中，我們把這個事件交給handler，利用post方法發送出去。        dnloadBt.setOnClickListener(newView.OnClickListener() {                    public void onClick(View v){                           handler.post(runnable);//第二步：通過Handler把訊息發送出去，訊息中攜帶需要處理到耗時事件                    }             });        //為這個Button綁定事件：通過Toast顯示一句話        caculateBt.setOnClickListener(newView.OnClickListener() {                    public void onClick(View v){                           // TODOAuto-generated method stub                           Toast.makeText(Handler01Activity.this,"ok " + (index++), Toast.LENGTH_SHORT).show();                    }             });    }    //第一步：在主線程中建立Handler執行個體，注意這裡調用的構造方法！！    Handler handler = new Handler();    //這裡描述了需要處理到耗時事件：Thread.sleep(6000)，然後通過Toast顯示一句話    Runnable runnable = new Runnable() {             public void run() {                    // TODO Auto-generatedmethod stub                    try {                           Thread.sleep(6000);                    } catch (InterruptedExceptione) {                           // TODOAuto-generated catch block                           System.out.println(e);                    }             }      };}

簡單分析這個例子。

如果使用者如下操作：先按dnloadBt，然後立刻按下caculateBt，也就是先命令執行很耗時的操作，然後立刻執行並不耗時的操作。我們知道，如果我們不使用Handler，那麼這種操作一定會報ANR的錯誤，因為應用程式執行第一個操作需要6s，而相應第二個操作只能在6s之後，使用者的第二個操作是不能夠在5s內得到響應的，儘管第二個操作很簡單。

現在我們使用了Handler機制，那麼是否就可以避免ANR的錯誤出現呢？結果也不能，這讓我非常疑惑，因為它並沒有發揮它應有的作用。要想解決這個疑問，那麼我們還需要對Handler機制進行更深入的學習和理解。

三、      Handler的訊息管理機制

這裡先提幾個問題：主線程通過Hanler的訊息分發方法把訊息發送出去，發送到了哪裡？子線程如何獲得這些訊息？獲得這些訊息後又如何處理，以完成主線程交代的任務？任務完成之後，子線程需要把結果反饋給主線程，並且主線程會用handleMessage方法去更新UI，但是誰來做這些事？怎麼知道子線程已經完成了任務……

Fig.1 簡單Handler

圖1中描述了如下資訊：在主線程中建立Handler執行個體之後，Handler就獲得了一個Looper對象，該對象也唯一對應地擁有了一個訊息佇列。Handler在主線程調用的所有發送訊息的方法，都最終把訊息發送到了Looper中的訊息佇列中。Looper的loop方法會從訊息佇列的隊首取出訊息，並對訊息進行分類，交給相應的方法去處理（詳細過程略）。這裡存在一個需要仔細考慮的問題，那就是Handler中的Looper是怎麼來的。重點考慮對比兩種建立Handler的方法。

1.       Handler()構造方法

publicHandler() {//擷取本線程的looper對象,預設將關聯當前線程的looper //如果本線程還沒有設定looper，則會拋出異常        mLooper = Looper.myLooper();// 重要，直接把關聯looper的MQ作為自己的MQ，因此它的訊息將發送到關聯looper的MQ上        mQueue = mLooper.mQueue;        mCallback = null;}

可以看到，該方法建立Handler的過程中，looper對象的獲得是通過Looper.myLooper()方法。該方法的注釋如下：Return theLooper object associated with the current thread.  Returns null if the calling thread is notassociated with a Looper. 也就是它會返回與當前線程關聯的Looper，如果當前線程沒有關聯任何Looper，那麼則會返回空。有一點需明確：主線程一定關聯了一個Looper（關聯的過程是由系統完成的，具體可參考ActivityThread.java），而子線程一般是沒有關聯Looper的，所以我們可以在主線程中調用這個Handler的構造方法，但是在一個子線程中調用此法可能會拋出異常。

現在可以解釋前面的執行個體程式中的疑問了：由於程式中是通過這個構造方法建立Handler執行個體的，所以Handler擷取到的Looper其實是主線程的，那麼訊息佇列也是主線程的，所以Handler只是把訊息交到了主線程的訊息佇列中，實際還是主線程在處理這個耗時的訊息，所以會有ANR報錯。

2.Handler(Looper looper)構造方法

public Handler(Looper looper) {        mLooper = looper;        mQueue = looper.mQueue;        mCallback = null;}

這個構造方法很簡單，是有外部傳遞了一個looper對象，那麼自然這個Handler的訊息都會發送到這個looper對象的訊息佇列中，處理訊息也是由這個looper對象所在的進程來處理。所以，這才是我們真正想要的非同步處理方法。只有這樣才能避免我們前面的執行個體碰到的ANR報錯。接下來我們就來分析如何使用這種方式來解決我們的問題。

四、      利用Handler實現非同步處理

既然已經明確我們應該調用Handler(Looperlooper)構造方法去建立Handler執行個體，同時此Looper對象應該是非主線程的。那麼我們的想法應該是，首先建立一個子線程，然後為此子線程關聯一個Looper對象，然後把這個Looper對象交給Handler，這樣Handler發送的訊息就能交給子線程來處理了。

建立子線程簡單，關鍵是建立Looper對象。

private Looper() {        mQueue = new MessageQueue();        mRun = true;        mThread = Thread.currentThread();   }

Looper類只有這一個構造方法，但它是私人的，所以不能通過這個方法建立Looper對象。該類提供了另一個方法可以協助我們，它的方法體內調用了這個唯一的構造方法。

public static void prepare() { if (sThreadLocal.get() != null) {//試圖在有Looper的線程中再次建立Looper將拋出異常  throw new RuntimeException("Only one Looper may be created perthread");        }  sThreadLocal.set(new Looper());//核心語句}

這樣只是對該線程設定了looper，還需要調用Looper.myLooper()方法才能真正獲得該子線程的looper對象。此時，還沒有結束，我們還需要調用Looper的loop方法，這樣這個looper才能夠使用，它才可以不斷地從訊息佇列中抽取訊息並執行。

事實上，我們並不需要做的這麼複雜，因為Android已經提供了一個類，在這個類裡這些複雜的工作已經都完成了，我們只需要使用就可以。這個類就是HandlerThread，它從Thread繼承。

HandlerThread handlerThread = newHandlerThread("yutao");handlerThread.start();Handler UIhandler = new Handler(handlerThread.getLooper());

只要通過這三行代碼我們就建立了子線程，且將子線程有了自己的looper對象，並且把這個對象傳遞給了Handler，當Handler再發送訊息時，都會交給子線程來進行非同步處理啦。

五、      小結

下面簡單總結一下Thread、Handler、Looper、MessageQueue之間的關聯。

首先，一個線程最多隻能有一個Looper，也可以沒有Looper；主線程一般都具有Looper，是由系統協助我們建立完成的，可以直接使用；我們自己建立的線程是沒有Looper的，需要我們自己去建立，同時需要調用loop方法去啟動；Android提供了HandlerThread類來方便我們實現Handler的非同步處理，它是一個已經具備Looper的線程。

其次，一個線程可以建立一個或多個Handler；而每個Handler必須具備一個Looper，且在建立Handler的過程中就為Handler綁定了一個Looper；線上程中建立Handler有兩種方式（其實有4個構造方法，這裡只關心我們討論的問題，故不考慮另外兩種）：new Handler（）和new Handler（Loop looper）；下面第一幅圖中指出，以第一種方式建立時，由於未指定looper，故預設選擇建立此Handler的線程的Looper，但是如果這個線程沒有關聯Looper，則會拋出異常，且這種方式的Handler不能實現非同步處理，那麼這種方式有什麼用途，我暫時也不懂，網上說可以安排訊息或Runnable
在某個主線程中某個地方執行；以第二種方式建立時，可以綁定另一個線程的Looper，那麼這樣就可以實現非同步處理，這種方式的應用更常見，當然前提是那個線程已經關聯Looper，否則也會拋出異常，更常見的我們會寫一個子線程繼承HandlerThread。

第三，一個Looper與一個MessageQueue一一對應，是一對一的關係；與Looper綁定的Handler的所有訊息都會發送到這個訊息佇列中，Handler能夠通過handleMessage方法處理的所有訊息都是從這個訊息佇列裡擷取的。

第四，前面已經提到，一個Handler必須綁定一個Looper，且在建立Handler時就已綁定；但一個Looper可以為多個Handler共用；這裡可能存在這樣的問題，那就是如果多個Handler把訊息發送到同一個Looper中，也就是發送到同一個訊息佇列中，那麼在Handler的handleMessage方法得到的訊息會是自己應該得到的嗎？這個問題是這麼處理的：每一個Message都有一個成員變數Handler target，所以當某個Handler發送訊息時，都會在這個訊息中指明這個訊息的target對象是這個Handler，這樣我們就能夠判斷某個訊息是哪個Handler的了。

                     

Fig.2通過newHandler（）方法建立                                                      Fig.3通過newHandler（Looper）方法建立

最後，討論一下Handler中的訊息。Handler中的Message可以分為兩種，一種是有Runnable的，一種是沒有Runnable。當Handler去post一個Runnable對象時，它會被封裝成一個訊息，封裝的過程很簡單：建立一個Message有對象，並為它的成員變數Runnablecallback賦值即可。這兩種訊息的根本區別在於，在訊息佇列中排隊，輪到自己時，帶Runnable的訊息接下來會執行它的run方法，然後就結束了，而不帶Runnable的訊息將直接發送到Handler的handleMessage方法中去處理。我的理解是，當主線程有耗時工作需要處理時，把它放在Runnable中放到訊息佇列中交給子線程去處理，而子線程處理結束後，可以發送不帶Runnable的訊息到隊列中，主線程可以在handleMessage中擷取到子線程的工作成果並相應更新UI（此說法未得到驗證，純屬個人理解）。