Android多线程----Handler

浏览数：34 / 时间：2015年06月11日

关于Android的多线程知识，请参考本人之前的一篇博客：

在Android当中，提供了异步消息处理机制的两种方式来解决线程之间的通信问题，一种是今天要讲的Handler的机制，还有一种就是之前讲过的 AsyncTask 机制。

一、handler的引入：

我们都知道，Android UI是线程不安全的，如果在子线程中尝试进行UI操作，程序就有可能会崩溃。相信大家在日常的工作当中都会经常遇到这个问题，解决的方案应该也是早已烂熟于心，即创建一个Message对象，然后借助Handler发送出去，之后在Handler的handleMessage()方法中获得刚才发送的Message对象，然后在这里进行UI操作就不会再出现崩溃了。具体实现代码如下：

MainActivity.java的代码如下：


package com.example.androidthreadtest;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;
public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener {
	public static final int UPDATE_TEXT = 1;
	private TextView text;
	private Button changeText;
	private Handler handler = new Handler() {
		public void handleMessage(Message msg) {
			switch (msg.what) {
			case UPDATE_TEXT:
				text.setText("Nice to meet you");
				break;
			default:
				break;
			}
		}
	};
	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.activity_main);
		text = (TextView) findViewById(R.id.text);
		changeText = (Button) findViewById(R.id.change_text);
		changeText.setOnClickListener(this);
	}
	@Override
	public void onClick(View v) {
		switch (v.getId()) {
		case R.id.change_text:
			new Thread(new Runnable() {
				@Override
				public void run() {
					Message message = new Message();
					message.what = UPDATE_TEXT;
					handler.sendMessage(message);
				}
			}).start();
			break;
		default:
			break;
		}
	}
}

上方第50行代码建议换成：


Message msg = handler.obtainMessage();

上面的代码中，我们并没有在子线程中直接进行UI操作，而是创建了一个Message对象，并将它的what字段的值指定为了一个整形常量UPDATE_TEXT，用于表示更新TextView这个动作。然后调用Handler的sendMessage()方法将这条Message发送出去。很快，Handler就会收到这条Message，并在handleMessage()方法，在这里对具体的Message进行处理。如果发现Message的what字段的值等于UPDATE_TEXT，就将TextView显示的内容更新。运行程序后，点击按钮，TextView就会显示出更新的内容。

二、异步消息处理机制：

Handler是Android类库提供的用于接受、传递和处理消息或Runnable对象的处理类，它结合Message、MessageQueue和Looper类以及当前线程实现了一个消息循环机制，用于实现任务的异步加载和处理。整个异步消息处理流程的示意图如下图所示：

根据上面的图片，我们现在来解析一下异步消息处理机制：

Message：消息体，用于装载需要发送的对象。
handler：它直接继承自Object。作用是：在子线程中发送Message或者Runnable对象到MessageQueue中；在UI线程中接收、处理从MessageQueue分发出来的Message或者Runnable对象。发送消息一般使用Handler的sendMessage()方法，而发出去的消息经过处理后最终会传递到Handler的handlerMessage()方法中。
MessageQueue：用于存放Message或Runnable对象的消息队列。它由对应的Looper对象创建，并由Looper对象管理。每个线程中都只会有一个MessageQueue对象。
Looper：是每个线程中的MessageQueue的管家，循环不断地管理MessageQueue接收和分发Message或Runnable的工作。调用Looper的loop()方法后，就会进入到一个无限循环中然后每当发现MessageQueue中存在一条消息，就会将它取出，并调用Handler的handlerMessage()方法。每个线程中也只会有一个Looper对象。

了解这些之后，我们在来看一下他们之间的联系：

首先要明白的是，Handler和Looper对象是属于线程内部的数据，不过也提供与外部线程的访问接口，Handler就是公开给外部线程的接口，用于线程间的通信。Looper是由系统支持的用于创建和管理MessageQueue的依附于一个线程的循环处理对象，而Handler是用于操作线程内部的消息队列的，所以Handler也必须依附一个线程，而且只能是一个线程。

我们再来对异步消息处理的整个流程梳理一遍：

当应用程序开启时，系统会自动为UI线程创建一个MessageQueue(消息队列)和Looper循环处理对象。首先需要在主线程中创建一个Handler对象，并重写handlerMessage()方法。然后当子线程中需要进行UI操作时，就创建一个Message对象，并通过Handler将这条消息发送出去。之后这条消息就会被添加到MessageQueue的队列中等待被处理，而Looper则会一直尝试从MessageQueue中取出待处理消息，并找到与消息对象对应的Handler对象，然后调用Handler的handleMessage()方法。由于Handler是在主线程中创建的，所以此时handleMessage()方法中的代码也会在主线程中运行，于是我们在这里就可以安心地进行UI操作了。

通俗地来讲，一般我们在实际的开发过程中用的比较多一种情况的就是主线程的Handler将子线程中处理过的耗时操作的结果封装成Message(消息),并将该Message(利用主线程里的MessageQueue和Looper)传递到主线程中，最后主线程再根据传递过来的结果进行相关的UI元素的更新，从而实现任务的异步加载和处理，并达到线程间的通信。

通过上一小节对Handler的一个初步认识后，我们可以很容易总结出Handler的主要用途，下面是Android官网总结的关于Handler类的两个主要用途：

(1)线程间的通信：

在执行较为耗时的操作时，Handler负责将子线程中执行的操作的结果传递到UI线程，然后UI线程再根据传递过来的结果进行相关UI元素的更新。(上面已有说明)

(2)执行定时任务：

指定任务时间，在某个具体时间或某个时间段后执行特定的任务操作，例如使用Handler提供的postDelayed(Runnable r,long delayMillis)方法指定在多久后执行某项操作，比如当当、淘宝、京东和微信等手机客户端的开启界面功能，都是通过Handler定时任务来完成的。

我们接下来讲一下post。

三、post：

对于Handler的Post方式来说，它会传递一个Runnable对象到消息队列中，在这个Runnable对象中，重写run()方法。一般在这个run()方法中写入需要在UI线程上的操作。

Post允许把一个Runnable对象入队到消息队列中。它的方法有：post(Runnable)、postAtTime(Runnable,long)、postDelayed(Runnable,long)。详细解释如下：

boolean post(Runnable r)：把一个Runnable入队到消息队列中，UI线程从消息队列中取出这个对象后，立即执行。
boolean postAtTime(Runnable r,long uptimeMillis)：把一个Runnable入队到消息队列中，UI线程从消息队列中取出这个对象后，在特定的时间执行。
boolean postDelayed(Runnable r,long delayMillis)：把一个Runnable入队到消息队列中，UI线程从消息队列中取出这个对象后，延迟delayMills秒执行
void removeCallbacks(Runnable r)：从消息队列中移除一个Runnable对象。

下面通过一个Demo，讲解如何通过Handler的post方式在新启动的线程中修改UI组件的属性：

MainActivity.java的代码如下：


package com.example.m03_threadtest01;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;
public class MainActivity extends Activity {
    private Button btnMes1,btnMes2;
    private TextView tvMessage;
    // 声明一个Handler对象
    private static Handler handler=new Handler();
    
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);        
        
        btnMes1=(Button)findViewById(R.id.button1);
        btnMes2=(Button)findViewById(R.id.button2);
        tvMessage=(TextView)findViewById(R.id.TextView1);
        btnMes1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            
            @Override
            public void onClick(View v) {
                // 新启动一个子线程
                new Thread(new Runnable() {                    
                    @Override
                    public void run() {
                        // tvMessage.setText("...");
                        // 以上操作会报错，无法再子线程中访问UI组件，UI组件的属性必须在UI线程中访问
                        // 使用post方式修改UI组件tvMessage的Text属性
                        handler.post(new Runnable() {                    
                            @Override
                            public void run() {
                                tvMessage.setText("使用Handler.post在工作线程中发送一段执行到消息队列中，在主线程中执行。");                        
                            }
                        });                                
                    }
                }).start();
            }
        });
        
        btnMes2.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            
            @Override
            public void onClick(View v) {
                new Thread(new Runnable() {                    
                    @Override
                    public void run() {
                        // 使用postDelayed方式修改UI组件tvMessage的Text属性值
                        // 并且延迟3S执行
                        handler.postDelayed(new Runnable() {
                            
                            @Override
                            public void run() {
                                tvMessage.setText("使用Handler.postDelayed在工作线程中发送一段执行到消息队列中，在主线程中延迟3S执行。");    
                                
                            }
                        }, 3000);                        
                    }
                }).start();
                
            }
        });
    }
    
}

点击按钮，运行结果如下：

有一点值得注意的是，对于Post方式而言，它其中Runnable对象的run()方法的代码，均执行在UI线程上（虽然是写在子线程当中的），所以对于这段代码而言，不能执行在UI线程上的操作，一样无法使用post方式执行，比如说访问网络，下面提供一个例子，使用post方式从互联网上获取一张图片，并且显示在ImageView中。

四、Message：

Handler如果使用sendMessage的方式把消息入队到消息队列中，需要传递一个Message对象，而在Handler中，需要重写handleMessage()方法，用于获取工作线程传递过来的消息，此方法运行在UI线程上。

对于Message对象，一般并不推荐直接使用它的构造方法得到，而是建议通过使用Message.obtain()这个静态的方法或者Handler.obtainMessage()获取。Message.obtain()会从消息池中获取一个Message对象，如果消息池中是空的，才会使用构造方法实例化一个新Message，这样有利于消息资源的利用。并不需要担心消息池中的消息过多，它是有上限的，上限为10个。Handler.obtainMessage()具有多个重载方法，如果查看源码，会发现其实Handler.obtainMessage()在内部也是调用的Message.obtain()。

Handler中，与Message发送消息相关的方法有：

Message obtainMessage()：获取一个Message对象。
boolean sendMessage()：发送一个Message对象到消息队列中，并在UI线程取到消息后，立即执行。
boolean sendMessageDelayed()：发送一个Message对象到消息队列中，在UI线程取到消息后，延迟执行。
boolean sendEmptyMessage(int what)：发送一个空的Message对象到队列中，并在UI线程取到消息后，立即执行。
boolean sendEmptyMessageDelayed(int what,long delayMillis)：发送一个空Message对象到消息队列中，在UI线程取到消息后，延迟执行。
void removeMessage()：从消息队列中移除一个未响应的消息。

五、通过Handler实现线程间通信：

1、在Worker Thread发送消息，在MainThread中接收消息：

见另外一篇博客：

2、在MainThread中发送消息，在Worker Thread中接收消息：

见另外一篇博客：

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