Handler源码分析

handler 的使用

    //使用匿名内部类创建handler
    public static Handler handler=new Handler(){
        @Override
        public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
        };
    };
    //构建消息
    Message message = Message.obtain();
    message.what = 1;
    //发送消息
    handler.sendMessage(message);
    //延时发送消息
    handler.sendMessageDelayed(message,1000);
    //直接处理
    handler.post(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {

        }
    });

分析1:(创建handler

@Deprecated
public Handler() {
    this(null, false);
}


public Handler(@Nullable Handler.Callback callback, boolean async) {
    ...
    //获取当前线程的Looper
    mLooper = Looper.myLooper();
    //如果没有looper直接抛出异常
    if (mLooper == null) {
        throw new RuntimeException(
                "Can't create handler inside thread " + Thread.currentThread()
                        + " that has not called Looper.prepare()");
    }
     // Looper.myLooper()作用:获取当前线程的Looper对象;若线程无Looper对象则抛出异常
    // 即 :若线程中无创建Looper对象,则也无法创建Handler对象
    // 故 若需在子线程中创建Handler对象,则需先创建Looper对象
    // 注:可通过Loop.getMainLooper()可以获得当前进程的主线程的Looper对象

    // 2. 绑定消息队列对象(MessageQueue)
    mQueue = mLooper.mQueue;
    // 获取该Looper对象中保存的消息队列对象(MessageQueue)
    // 至此,保证了handler对象 关联上 Looper对象中MessageQueue
    mCallback = callback;
    mAsynchronous = async;
    mCallback = callback;
    mAsynchronous = async;
}

分析二(创建Looper)

private static void prepare(boolean quitAllowed) {

    // 1. 判断sThreadLocal是否为null,否则抛出异常
    //即 Looper.prepare()方法不能被调用两次 = 1个线程中只能对应1个Looper实例
    // 注:sThreadLocal = 1个ThreadLocal对象,用于存储线程的变量
    if (sThreadLocal.get() != null) {
        throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
    }
    // 2. 若为初次Looper.prepare(),则创建Looper对象 & 存放在ThreadLocal变量中
    // 注:Looper对象是存放在Thread线程里的
    // 源码分析Looper的构造方法->>分析a
    sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}


@Deprecated
public static void prepareMainLooper() {
    //创建looper
    prepare(false);
    synchronized (Looper.class) {
        if (sMainLooper != null) {
            throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
        }
        sMainLooper = myLooper();
    }
}

private Looper(boolean quitAllowed) {
    // 1. 创建1个消息队列对象(MessageQueue)
    // 即 当创建1个Looper实例时,会自动创建一个与之配对的消息队列对象(MessageQueue)
    mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
    mThread = Thread.currentThread();
}


// 在Android应用进程启动时,会默认创建1个主线程(ActivityThread,也叫UI线程)
// 创建时,会自动调用ActivityThread的1个静态的main()方法 = 应用程序的入口
// main()内则会调用Looper.prepareMainLooper()为主线程生成1个Looper对象
public static void main(String[] args) {
    ...

   Looper.prepareMainLooper(); 
        // 1. 为主线程创建1个Looper对象,同时生成1个消息队列对象(MessageQueue)
        // 方法逻辑类似Looper.prepare()
        // 注:prepare():为子线程中创建1个Looper对象
        
        
        ActivityThread thread = new ActivityThread(); 
        // 2. 创建主线程

        Looper.loop(); 
        // 3. 自动开启 消息循环 ->>下面将详细分析

    throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}

分析三(Looper.loop实现消息循环)

public static void loop() {

    final Looper me = myLooper();
    //先看有么有looper,没有直接抛异常
    if (me == null) {
        throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
    }

    me.mInLoop = true;
    //获取MessageQueue
    final MessageQueue queue = me.mQueue;

    ...

    //死循环去获取MessageQueue里边的消息
    for (;;) {
        //获取Message 有可能阻塞在这里
        Message msg = queue.next(); // might block
        if (msg == null) {
            // No message indicates that the message queue is quitting.
            return;
        }
       ...
        try {
            //分发消息 msg.target是一个Handler
            msg.target.dispatchMessage(msg);
            if (observer != null) {
                observer.messageDispatched(token, msg);
            }
            dispatchEnd = needEndTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
        }
        //释放消息占据的资源
        msg.recycleUnchecked();
    }
}

@UnsupportedAppUsage
Message next() {

    ...
    // 该参数用于确定消息队列中是否还有消息
    // 从而决定消息队列应处于出队消息状态 or 等待状态
    //如果等于-1表示没有消息
    int nextPollTimeoutMillis = 0;
    //for循环
    for (;;) {
        if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
            Binder.flushPendingCommands();
        }
        // nativePollOnce方法在native层,若是nextPollTimeoutMillis为-1,此时消息队列处于等待状态 
        nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);

        synchronized (this) {
            // Try to retrieve the next message.  Return if found.
            final long now = SystemClock.uptimeMillis();
            Message prevMsg = null;
            Message msg = mMessages;
            // 出队消息,即 从消息队列中取出消息:按创建Message对象的时间顺序
            if (msg != null && msg.target == null) {
                // Stalled by a barrier.  Find the next asynchronous message in the queue.
                do {
                    prevMsg = msg;
                    //取出下一条消息
                    msg = msg.next;
                } while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
            }
            if (msg != null) {
                //延时的处理,计算定时唤醒时间
                if (now < msg.when) {
                    // Next message is not ready.  Set a timeout to wake up when it is ready.
                    nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
                } else {
                    // Got a message.
                    //4.获取到一条消息,因为是消息队列是链表结构,所以需要调整一下链表
                    mBlocked = false;
                    if (prevMsg != null) {
                        prevMsg.next = msg.next;
                    } else {
                        mMessages = msg.next;
                    }
                    msg.next = null;
                    if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
                    msg.markInUse();
                    return msg;
                }
            } else {
                // No more messages.
                // 若 消息队列中已无消息,则将nextPollTimeoutMillis参数设为-1
                // 下次循环时,消息队列则处于等待状态
                nextPollTimeoutMillis = -1;
            }

            ...
            //5.这里提到 IdleHandler,是个什么东西?下面会分析

            //在获取不到message的时候才会走的代码,也就可以理解为 IdleHandler是消息队列空闲(或者主线程空闲)时候才会执行的Handler。
            //IdleHandler 是一个接口,只有一个方法 queueIdle() ,调用addIdleHandler(IdleHandler handler) 这个方法的时候会将handler添加到list中

            for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {
                final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
                mPendingIdleHandlers[i] = null; // release the reference to the handler

                boolean keep = false;
                try {
                    keep = idler.queueIdle();
                } catch (Throwable t) {
                    Log.wtf(TAG, "IdleHandler threw exception", t);
                }

                if (!keep) {
                    synchronized (this) {
                        mIdleHandlers.remove(idler);
                    }
                }

        }



        // While calling an idle handler, a new message could have been delivered
        // so go back and look again for a pending message without waiting.
        nextPollTimeoutMillis = 0;
    }
}

分析四(处理消息)

  //分发消息
  public void dispatchMessage(Message msg) {

        // 1. 若msg.callback属性不为空,则代表使用了post(Runnable r)发送消息
        // 则执行handleCallback(msg),即回调Runnable对象里复写的run()
        // 上述结论会在讲解使用“post(Runnable r)”方式时讲解
        if (msg.callback != null) {
          //当使用handler.post()的时候会调用该方法
          //因为msg自带一个callback
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }

            // 2. 若msg.callback属性为空,则代表使用了sendMessage(Message msg)发送消息(即此处需讨论的)
            // 则执行handleMessage(msg),即回调复写的handleMessage(msg) ->> 分析3
            handleMessage(msg);

        }
    }

    /**
     * 分析3:handleMessage(msg)
     * 注:该方法 = 空方法,在创建Handler实例时复写 = 自定义消息处理方式
     **/
    public void handleMessage(Message msg) {
      ... // 创建Handler实例时复写
    }

分析五(发送一条消息)

    public final boolean sendMessage(@NonNull Message msg) {
        //调用延时发送消息
        return sendMessageDelayed(msg, 0);
    }

    //延时发送消息
    public final boolean sendMessageDelayed(@NonNull Message msg, long delayMillis) {
        if (delayMillis < 0) {
            delayMillis = 0;
        }
        return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
    }

    public boolean sendMessageAtTime(@NonNull Message msg, long uptimeMillis) {
        //获取消息队列对象
        MessageQueue queue = mQueue;
        if (queue == null) {
            RuntimeException e = new RuntimeException(
                    this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
            Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
            return false;
        }
        //插入一条消息
        return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
    }

    //插入一条消息
    private boolean enqueueMessage(@NonNull MessageQueue queue, @NonNull Message msg,
    long uptimeMillis) {
        // 1. 将msg.target赋值为this
        // 即 :把 当前的Handler实例对象作为msg的target属性
        msg.target = this;
        // 请回忆起上面说的Looper的loop()中消息循环时,会从消息队列中取出每个消息msg,然后执行msg.target.dispatchMessage(msg)去处理消息
        // 实际上则是将该消息派发给对应的Handler实例

        // 2. 调用消息队列的enqueueMessage()
        // 即:Handler发送的消息,最终是保存到消息队列
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
    }


    boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {

        synchronized (this) {
            msg.markInUse();
            msg.when = when;

            Message p = mMessages;
            boolean needWake;
            // 判断消息队列里有无消息
            // 1. 若无,则将当前插入的消息 作为队头 & 若此时消息队列处于等待状态,则唤醒
            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 {
                 // 2.否则插到链表中间,需要移动链表
            // 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;
            // 链表移动,延时的消息会插入到合适的位置
                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;
    }

总结

1.在应用启动的时候,也就是ActivityThread的main方法里面,创建了Looper和MessageQueue,然后调用Looper.loop 开启消息循环
2.消息循环是这样的,调用MessageQueue的next方法,循环从消息队列中取出一条消息,然后交给Handler去处理,一般是回调handleMessage方法,取不到消息就阻塞,直到下一个消息入队或者其它延时消息到时间了就唤醒消息队列。
3.消息入队,通过调用handler的sendMessage方法,内部是调用MessageQueue的enqueueMessage方法,进行消息入队,入队的规制是:队列没有消息,或者要入队的消息没有设置delay,或者delay时间比队列头的消息delay时间短,则将要入队的消息放到队列头,否则就插到队列中间,需要移动链表。

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