Handler：是一个消息分发对象，进行发送和处理消息，并且其 Runnable 对象与一个线程的 MessageQueue 关联。
作用：调度消息，将一个任务切换到某个指定的线程中去执行。
1 为什么需要 Handler？
1.1 子线程不允许访问 UI
假若子线程允许访问 UI，则在多线程并发访问情况下，会使得 UI 控件处于不可预期的状态。
传统解决办法：加锁，但会使得UI访问逻辑变的复杂，其次降低 UI 访问的效率。
1.2 引入 Handler
采用单线程模型处理 UI 操作，通过 Handler 切换到 UI 线程，解决子线程中无法访问 UI 的问题。
2 Handler 使用
2.1 方式一： post(Runnable)
-
创建一个工作线程，实现 Runnable 接口，实现 run 方法，处理耗时操作
-
创建一个 handler，通过 handler.post/postDelay，投递创建的 Runnable，在 run 方法中进行更新 UI 操作。
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
/**
耗时操作
*/
handler.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
/**
更新UI
*/
}
});
}
}).start();
2.2 方式二： sendMessage(Message)
-
创建一个工作线程，继承 Thread，重新 run 方法，处理耗时操作
-
创建一个 Message 对象，设置 what 标志及数据
-
通过 sendMessage 进行投递消息
-
创建一个handler，重写 handleMessage 方法，根据 msg.what 信息判断，接收对应的信息，再在这里更新 UI。
private Handler handler = new Handler(){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
switch (msg.what) { //判断标志位
case 1:
/**
获取数据，更新UI
*/
break;
}
}
};
public class WorkThread extends Thread {
@Override
public void run() {
super.run();
/**
耗时操作
*/
//从全局池中返回一个message实例，避免多次创建message（如new Message）
Message msg =Message.obtain();
msg.obj = data;
msg.what=1; //标志消息的标志
handler.sendMessage(msg);
}
}
new WorkThread().start();
3 Handler 存在的问题
3.1 内存方面
Handler 被作为 Activity 引用，如果为非静态内部类，则会引用外部类对象。当 Activity finish 时，Handler可能并未执行完，从而引起 Activity 的内存泄漏。故而在所有调用 Handler 的地方，都用静态内部类。
3.2 异常方面
当 Activity finish 时,在 onDestroy 方法中释放了一些资源。此时 Handler 执行到 handlerMessage 方法,但相关资源已经被释放,从而引起空指针的异常。
3.3 避免
-
如果是使用 handlerMessage，则在方法中加try catch。
-
如果是用 post 方法，则在Runnable方法中加try catch。
4 Handler 的改进
-
内存方面：使用静态内部类创建 handler 对象，且对 Activity 持有弱引用
-
异常方面：不加 try catch，而是在 onDestory 中把消息队列 MessageQueue 中的消息给 remove 掉。 则使用如下方式创建 handler 对象：
/**
* 为避免handler造成的内存泄漏
* 1、使用静态的handler，对外部类不保持对象的引用
* 2、但Handler需要与Activity通信，所以需要增加一个对Activity的弱引用
*/
private static class MyHandler extends Handler {
private final WeakReference<Activity> mActivityReference;
MyHandler(Activity activity) {
this.mActivityReference = new WeakReference<Activity>(activity);
}
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
MainActivity activity = (MainActivity) mActivityReference.get(); //获取弱引用队列中的activity
switch (msg.what) { //获取消息，更新UI
case 1:
byte[] data = (byte[]) msg.obj;
activity.threadIv.setImageBitmap(activity.getBitmap(data));
break;
}
}
}
并在 onDesotry 中销毁：
@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
//避免activity销毁时，messageQueue中的消息未处理完；故此时应把对应的message给清除出队列
handler.removeCallbacks(postRunnable); //清除runnable对应的message
//handler.removeMessage(what) 清除what对应的message
}
5 Handler 通信机制
- 创建Handler，并采用当前线程的Looper创建消息循环系统；
- Handler通过sendMessage(Message)或Post(Runnable)发送消息，调用enqueueMessage把消息插入到消息链表中；
- Looper循环检测消息队列中的消息，若有消息则取出该消息，并调用该消息持有的handler的dispatchMessage方法，回调到创建Handler线程中重写的handleMessage里执行。
6 Handler 如何关联 Looper、MessageQueue
6.1 Handler 发送消息
上一段很熟悉的代码：
Message msg =Message.obtain();
msg.obj = data;
msg.what=1; //标志消息的标志
handler.sendMessage(msg);
从sendMessageQueue开始追踪，函数调用关系：sendMessage -> sendMessageDelayed ->sendMessageAtTime，在sendMessageAtTime中，携带者传来的message与Handler的mQueue一起通过enqueueMessage进入队列了。
对于postRunnable而言，通过post投递该runnable，调用getPostMessage，通过该runnable构造一个message，再通过 sendMessageDelayed投递，接下来和sendMessage的流程一样了。
6.2 消息入队列
在enqueueMessage中，通过MessageQueue入队列，并为该message的target赋值为当前的handler对象，记住msg.target很重要，之后Looper取出该消息时，还需要由msg.target.dispatchMessage回调到该handler中处理消息。
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
在MessageQueue中,由Message的消息链表进行入队列
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
if (msg.target == null) {
throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
}
if (msg.isInUse()) {
throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
}
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;
}
6.3 Looper 处理消息
再说处理消息之前，先看Looper是如何构建与获取的：
- 构造Looper时，构建消息循环队列，并获取当前线程
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
- 但该函数是私有的，外界不能直接构造一个Looper，而是通过Looper.prepare来构造的：
public static void prepare() {
prepare(true);
}
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}
- 这里创建Looper，并把Looper对象保存在sThreadLocal中，那sThreadLocal是什么呢？
static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
它是一个保存Looper的TheadLocal实例，而ThreadLocal是线程私有的数据存储类，可以来保存线程的Looper对象，这样Handler就可以通过ThreadLocal来保存于获取Looper对象了。
- TheadLocal 如何保存与获取Looper？
public void set(T value) {
Thread currentThread = Thread.currentThread();
Values values = values(currentThread);
if (values == null) {
values = initializeValues(currentThread);
}
values.put(this, value);
}
public T get() {
Thread currentThread = Thread.currentThread();
Values values = values(currentThread);
if (values != null) {
Object[] table = values.table;
int index = hash & values.mask;
if (this.reference == table[index]) {
return (T) table[index + 1];
}
} else {
values = initializeValues(currentThread);
}
return (T) values.getAfterMiss(this);
}
在 set 中都是通过 values.put 保存当前线程的 Looper 实例，通过 values.getAfterMiss(this)获取，其中put和getAfterMiss都有key和value，都是由Value对象的table数组保存的，那么在table数组里怎么存的呢？
table[index] = key.reference;
table[index + 1] = value;
很显然在数组中，前一个保存着ThreadLocal对象引用的索引，后一个存储传入的Looper实例。
- 接下来看Looper在loop中如何处理消息
在loop中，一个循环，通过next取出MessageQueue中的消息，若取出的消息为null，则结束循环，返回。设置消息为空，可以通过MessageQueue的quit和quitSafely方法通知消息队列退出。若取出的消息不为空，则通过msg.target.dispatchMessage回调到handler中去。
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();
}
}
6.4 handler处理消息
Looper把消息回调到handler的dispatchMessage中进行消息处理：
-
若该消息有callback，即通过Post(Runnable)的方式投递消息，因为在投递runnable时，把runnable对象赋值给了message的callback。
-
若handler的mCallback不为空，则交由通过callback创建handler方式去处理。
-
否则，由最常见创建handler对象的方式，在重写handlerMessage中处理。
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
7 使用中注意事项
下面我们看如何把一个消息从一个线程发送到另一个线程。
//在主线程创建一个Handler对象。
//重写Handler的handleMessage方法，这个就是接收并处理消息的方法。
Handler handler = new Handler(){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
//msg就是子线程发送过来的消息。
}
};
//开启一个子线程
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//在子线程发送一个消息。
Message msg = new Message();
handler.sendMessage(msg);
}
}).start();
上面就是一个简单的Handler使用例子。我们在主线程创建一个Handler，他的handleMessage()方法是运行在主线程的，当我们在子线程发送一个消息的时候，handleMessage()会接收到消息，这样我们就把消息由子线程发送到了主线程。上面的代码中，Handler发送的消息是一个空消息，什么数据也没有，如果我们只是单纯的发送一个空消息，可以使用Handler自己的发送空消息的方法handler.sendEmptyMessage(what);
这两种发送空消息的效果是一样的。至于这里的what是什么我们后面会说到。Handler也可以发送带有数据的消息。Message对象有一个Object类型的obj属性，就是用来携带消息数据的。我们只需要把要发送的数据赋值给obj就可以了，然后在处理消息的时候再把数据取出来。
Handler handler = new Handler(){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
Log.i(TAG,"Handler 发送过来的消息是：" + msg.obj);
}
};
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Message msg = new Message();
msg.obj = "我是消息数据";
handler.sendMessage(msg);
}
}).start();
上面的代码中，msg携带一个字符串数据："我是消息数据"，在handleMessage()方法中把这个数据取出来。除了obj以外，Message还有两个int类型的属性：arg1、arg2可以用来发送一些简单的数据。 现在我们看到的所有的消息都是在Handler的handleMessage()方法中处理，如果我要发送很多个消息，每个消息的数据都不一样，消息的处理逻辑也不一样，那么在handleMessage()方法中如何去判断哪个消息是哪个呢？这时Message的what属性就派上用场了，what属性就是上面发送空消息时我们看到的what，它是一int类型，它是用来标识消息的。
Handler handler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what) {
case 1:
Log.i(TAG, "第一个消息是：" + msg.obj);
break;
case 2:
Log.i(TAG, "第二个消息是：" + msg.obj);
break;
}
}
};
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Message msg1 = new Message();
msg1.obj = "第一个消息";
msg1.what = 1;
handler.sendMessage(msg1);
Message msg2 = new Message();
msg2.obj = "第二个消息";
msg2.what = 2;
handler.sendMessage(msg2);
}
}).start();
上面我们在子线程中发送了两个消息，并且给两个消息设置了它的what，在处理消息的时候就可以通过msg的what来判断是哪个消息了。 除了用sendMessage发送Message消息以外，Handler还可以post一个Runnable。
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//在子线程post一个Runnable对象
handler.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//这里是消息处理的方法
//这里运行在主线程。
}
});
}
}).start();
其实post()方法和sendMessage()方法的逻辑是一样的，post()方法中的Runnable会被封装成Message，然后发送出去。下面看它的源码：
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;
}
从源码中我们看到，Runnable会被封装成Message，然后还是用sendMessage的方式发送出去。而且封装的逻辑也很简单，直接把Runnable赋值给Message的callback就可以了。在上一篇文章中我介绍了消息处理的三个方法，Message自己的callback优先级是最高的，所以这个消息是由自己的callback也就是Runnable的run()方法处理的，而不再是Handler的handleMessage()方法。 前面我们所举的例子中，都是消息的处理是在主线程的。其实不然，消息的处理事实上是运行在负责管理消息队列(MessageQueue)的Looper所在的线程的，而不一定是主线程。 如果我们创建一个Handler对象而没有给它指定它的Looper，那么它默认会使用当前线程的Looper。前面我们所举的例子都是在主线程直接创建Handler对象的，所以它的Looper就是主线程的Looper，它的消息自然也就是在主线程处理了。那么我们也可以在子线程使用Handler，下面可一个例子：
//声明Handler；
Handler handler;
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//创建当前线程的Looper
Looper.prepare();
//在子线程创建handler对象
handler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
//这里是消息处理，它是运行在子线程的
}
};
//开启Looper的消息轮询
Looper.loop();
}
}).start();
mBanner.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
//在主线程发送一个消息到子线程
Message msg = new Message();
handler.sendMessage(msg);
}
});
在上面的例子中，我们在子线程创建handler对象，handler的Looper就是子线程的Looper，所以消息的处理也就是在子线程处理的。这就是在子线程使用Handler的方式。在这里有几个需要注意的点：
- 在子线程使用Handler前一定要先为子线程创建Looper，创建的方式是直接调用Looper.prepare()方法。前面我们说过创建Handler对象时如果没有给它指定Looper，那么它默认会使用当前线程的Looper，而子线程默认是没有Looper的，所以使用前一定要先创建Looper。
- 在同一个线程里，Looper.prepare()方法不能被调用两次。因为同一个线程里，最多只能有一个Looper对象。
- 只有调用了Looper.loop()方法，Handler机制才能正常工作。 Looper负责管理MessageQueue，它的loop()方法负责从MessageQueue里取出消息并交给Handler处理，所以如果没有调用Looper.loop()方法，消息就不会被取出和处理。
- Looper.loop()方法一定要在调用了Looper.prepare()方法之后调用。那是因为如果当前线程还没有Looper，是不能调用Looper.loop()方法开启消息轮询的，否则会报错。
- 不要在主线程调用Looper.prepare()方法。这是因为在Android系统创建主线程的时候就已经调用了Looper.prepare()方法和Looper.loop()方法，这也是为什么我们在主线程使用Handler时不需要调用这两个方法的原因。
- 当我们在子线程使用Handler时，如果Handler不再需要发送和处理消息，那么一定要退出子线程的消息轮询。因为Looper.loop()方法里是一个死循环，如果我们不主动结束它，那么它就会一直运行，子线程也会一直运行而不会结束。退出消息轮询的方法是：
Looper.myLooper().quit();
Looper.myLooper().quitSafely();
上面的例子都是用线程自己的Looper来创建Handler，我们也可以用指定的Looper来创建Handler。
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//获取主线程的Looper
Looper looper = Looper.getMainLooper();
//用主线程的Looper创建Handler
handler = new Handler(looper) {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
//这里是运行在主线程的
}
};
}
}).start();
上面的例子中，我们虽然是在子线创建Handler，但因为用的是主线程的Looper，所以消息的处理是在主线程的，这跟在主线程创建Handler是一样的。因为这里并没有使用到子线程的Looper，所以不要调用Looper.prepare()和Looper.loop()方法。 以上我们所说的是Handler切换线程的使用。Handler除了提供post()方法和sendMessage()方法以外，还提供了一系列的发送消息的方法。比如延时发送消息和定时发送消息：
//延时发送消息
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
public final boolean postDelayed(Runnable r, long delayMillis);
//定时发送消息
public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
public final boolean postAtTime(Runnable r, long uptimeMillis);
public final boolean postAtTime(Runnable r, Object token, long uptimeMillis);
通过这些方法，可以实现延时执行方法和定时执行方法的功能。如下面的例子：
Handler handler = new Handler();
handler.postDelayed(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Log.i(TAG, "延时1000毫秒打印");
}
},1000);
上面的例子并没有涉及到线程的切换，只是利用了Handler延时发送消息的功能达到延时打印。所以Handler的使用不仅仅是切换线程。更多的方法使用就不一一举例了。
- 小知识点：
- 使用Message.obtain()来获取一个消息。前面我们的例子中获取一个消息都是用new的方式直接创建，我这样做只是为了方便大家的理解而已。在使用中不推荐用这种方式来获取一个消息，而是使用Message.obtain()方法。
Message msg = Message.obtain();Android会为Message提供一个缓存池，把使用过的消息缓存起来，方便下次使用。我们用Message.obtain()方法获取一个消息时，会先从缓存池获取，如果缓存池没有消息，才会去创建消息。这样做可以优化内存。 - 同一个Message不要发送两次。如下面的代码是有问题的：
//同一个Message发送了两次
Message msg = Message.obtain();
handler.sendMessage(msg);
handler.sendMessage(msg);
这是因为所以的消息都是发送到MessageQueue存放，然后等待处理的。如果一个Message对象在MessageQueue里，再次把它存到MessageQueue时就会报错。 3. Android已经提供了很多实现了Handler的类和方法，方便我们使用。如Activity类的runOnUiThread()方法，View的post()方法，HandlerThread类等，关于这些知识，大家可以查阅相关资料，这里就不做讲解了，因为他们的实现其实跟我们前面说的是一样的。
