Android-Handler源码解析-Handler
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Android,源码

2719 字
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25 分钟

Android-Handler源码解析-Handler

源码版本：

  • Handler：SDK-31

成员变量

// 是否发现(检查)潜在的泄漏
private static final boolean FIND_POTENTIAL_LEAKS = false;
// Log的Tag
private static final String TAG = "Handler";
// 主线程Handler
private static Handler MAIN_THREAD_HANDLER = null;

// 此Handler的Looper
@UnsupportedAppUsage 
final Looper mLooper;

// 此Handler的消息队列，来自Looper对象。
final MessageQueue mQueue;

// 此Handler分发消息时，优先处理消息的Callback。
@UnsupportedAppUsage
final Callback mCallback;

// 是否是异步Handler，即是否send或post的消息全部都是异步消息，默认为false。
final boolean mAsynchronous;

// 跨进程通信，消息发送者。
@UnsupportedAppUsage
IMessenger mMessenger;

说明：

  1. Handler为什么需要持有Looper、MessageQueue，因为Handler发送消息等操作需要知道发送到哪个MessageQueue，而MessageQueue需要从Looper中获取，以便发出的消息能进行轮询分发 。
  2. Looper相关介绍，请看Android-Handler源码解析-Looper。
  3. MessageQueue相关介绍，请看Android-Handler源码解析-MessageQueue。

创建Handler

想要使用Handler，首先要创建Handler，所以我们接下来看下它是如何被创建的。

new Handler()

默认Looper

Handler()

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

Handler(Callback)

@Deprecated
public Handler(@Nullable Callback callback) {
    this(callback, false);
}

Handler(Callback, boolean)

/** @hide */
public Handler(@Nullable Callback callback, boolean async) {
    if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
        // 检查潜在的泄漏
        final Class<? extends Handler> klass = getClass();
        if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
                (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
            // 匿名类、成员类、局部类，并且不是静态的，警告提示（以下Handler类应该是静态的，否则可能会发生泄漏）。
            Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
                klass.getCanonicalName());
        }
    }

    // 获取当前线程的Looper
    mLooper = Looper.myLooper();
    if (mLooper == null) {
        // 当前线程没有Looper，则抛出异常提示（不能在没有调用Looper.prepare()的线程中创建handler）。
        throw new RuntimeException(
            "Can't create handler inside thread " + Thread.currentThread()
                    + " that has not called Looper.prepare()");
    }
    // 获取Looper的消息队列
    mQueue = mLooper.mQueue;
    // 记录CallBack
    mCallback = callback;
    // 记录是否是异步的
    mAsynchronous = async;
}

以上构造方法，使用默认的Looper（当前线程的Looper）。如果这个线程没有looper，则抛出异常。

说明：

  1. Handler()、Handler(Callback)两个构造方法已经被标记为@Deprecated（过时），因为在Handler构造过程中隐式选择一个Looper可能会导致错误，其中操作会自动丢失（如果Handler不需要新任务并退出）、崩溃（如果handler有时是在一个没有激活Looper线程上创建的），或者竞态条件，其中handler关联的线程与作者预期的不符。相反，可以使用java.util.concurrent.Executor，或者使用Looper.getMainLooper，{link android.view.View#getHandler}或类似工具显式指定Looper。如果为了兼容性需要隐藏thread local行为，则使用new Handler(Looper.myLooper())让读者更清楚。
  2. Handler(Callback, boolean)两个构造方法已经被标记为@hide（隐藏），只能系统内部使用。
  3. 使用默认的Looper（当前线程的Looper），如果这个线程没有looper，则抛出异常。
  4. 参数Callback，为此Handler分发消息时，优先处理消息的Callback，详细见后面-分发Message。
  5. 参数async，为此Handler发送消息时，是否全部发送异步/同步（默认同步）消息，详细见后面-发送Message。
  6. 异步消息表示不需要对同步消息进行全局排序的中断或事件。 异步消息不受MessageQueue.postSyncBarrier(long)引入的同步屏障的影响。
  7. MessageQueue同步屏障相关介绍，请看Android-Handler源码解析-MessageQueue-同步屏障。

指定Looper

Handler(Looper)

public Handler(@NonNull Looper looper) {
    this(looper, null, false);
}

Handler(Looper, Callback)

public Handler(@NonNull Looper looper, @Nullable Callback callback) {
    this(looper, callback, false);
}

Handler(Looper, Callback, boolean)

/** @hide */
@UnsupportedAppUsage
public Handler(@NonNull Looper looper, @Nullable Callback callback, boolean async) {
    mLooper = looper;
    mQueue = looper.mQueue;
    mCallback = callback;
    mAsynchronous = async;
}

以上构造方法，使用指定的Looper而不是默认的Looper。

说明：

  1. Handler(Looper)、Handler(Looper, Callback)两个构造方法未被标记为@Deprecated（过时），并使用指定的Looper，推荐使用。
  2. Handler(Looper, Callback, boolean)构造方法已经被标记为@hide（隐藏），只能系统内部使用。

Handler.createAsync()

Handler.createAsync(Looper)

@NonNull
public static Handler createAsync(@NonNull Looper looper) {
    if (looper == null) throw new NullPointerException("looper must not be null");
    return new Handler(looper, null, true);
}

Handler.createAsync(Looper, Callback)

@NonNull
public static Handler createAsync(@NonNull Looper looper, @NonNull Callback callback) {
    if (looper == null) throw new NullPointerException("looper must not be null");
    if (callback == null) throw new NullPointerException("callback must not be null");
    return new Handler(looper, callback, true);
}

Handler.createAsync()方法，为静态方法，创建一个异步Handler，其发布的Message不受同步障碍(如显示vsync)的影响。

说明：

  1. 发送到异步handler的消息可以保证彼此之间的顺序，但不一定要按照来自其他Handlers的消息进行排序。

小结

  1. 创建-同步Handler，分为未指定Looper、指定Looper两种方式创建。
    • 未指定Looper，则使用当前线程的Looper，不推荐使用。
    • 指定Looper，推荐使用，构造方法为Handler(Looper)、Handler(Looper, Callback)。
  2. 创建-异步Handler，使用Handler.createAsync(Looper)、Handler.createAsync(Looper, Callback)方法创建。

创建Message

想要使用Message，可以通过Handler创建Message，所以我们接下来看下它是如何被创建的。

obtainMessage()

@NonNull
public final Message obtainMessage() {
    return Message.obtain(this);
}

@NonNull
public final Message obtainMessage(int what) {
    return Message.obtain(this, what);
}

@NonNull
public final Message obtainMessage(int what, @Nullable Object obj) {
    return Message.obtain(this, what, obj);
}

@NonNull
public final Message obtainMessage(int what, int arg1, int arg2) {
    return Message.obtain(this, what, arg1, arg2);
}

@NonNull
public final Message obtainMessage(int what, int arg1, int arg2, @Nullable Object obj) {
    return Message.obtain(this, what, arg1, arg2, obj);
}

以上obtainMessage()方法 ，从全局消息池返回一个新的消息。内部使用Message.obtain()方法创建消息，并将其Message的target为当前Handler。

说明：

  1. Message.obtain()相关介绍，请看Android-Handler源码解析-Message-创建Message。

小结

  1. handler.obtainMessage()方法，使用Message.obtain()方法创建消息，并将其Message的target为当前Handler。

发送Message

Message创建好后，便可以发送消息了，Handler除了可以通过sendMessage()方法发送消息，还可以通过post()方法执行指定的Callback任务，所以我们接下来看下它们是如何被发送的。

send-Message

sendMessage()

public final boolean sendMessage(@NonNull Message msg) {
    return sendMessageDelayed(msg, 0);
}

sendEmptyMessage()

public final boolean sendEmptyMessage(int what) {
    return sendEmptyMessageDelayed(what, 0);
}

sendEmptyMessageDelayed()

public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
    Message msg = Message.obtain();
    msg.what = what;
    return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);
}

sendEmptyMessageAtTime()

public final boolean sendEmptyMessageAtTime(int what, long uptimeMillis) {
    Message msg = Message.obtain();
    msg.what = what;
    return sendMessageAtTime(msg, uptimeMillis);
}

sendMessageDelayed()

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

sendMessageAtTime()

public boolean sendMessageAtTime(@NonNull Message msg, long uptimeMillis) {
    MessageQueue queue = mQueue;
    if (queue == null) {
        RuntimeException e = new RuntimeException(
                this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
        Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
        return false;
    }
    return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}

sendMessageAtFrontOfQueue()

public final boolean sendMessageAtFrontOfQueue(@NonNull Message msg) {
    MessageQueue queue = mQueue;
    if (queue == null) {
        RuntimeException e = new RuntimeException(
            this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
        Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
        return false;
    }
    return enqueueMessage(queue, msg, 0);
}

以上方法，为发送立即消息、发送延迟消息、发送指定时刻消息、将消息排在消息队列的前面。

说明：

  1. sendMessage()、sendEmptyMessage()为发送立即消息消息，sendMessageDelayed()、sendEmptyMessageDelayed()为发送延迟消息消息，sendMessageAtTime()为发送指定时刻消息，sendMessageAtFrontOfQueue()为将消息排在消息队列的前面。
  2. sendMessageAtFrontOfQueue()，为将消息排在消息队列的前面，以便在消息loop的下一次迭代中处理。此方法仅用于非常特殊的情况——它很容易使消息队列挨饿、导致排序问题或产生其它意想不到的副作用。
  3. 发送立即消息、发送延迟消息、指定时刻发送、将消息排在消息队列的前面，他们最终调用的都是enqueueMessage()方法。

我们接下来看下enqueueMessage()方法。

enqueueMessage()

private boolean enqueueMessage(@NonNull MessageQueue queue, @NonNull Message msg,
        long uptimeMillis) {
    // 指定Message的Handler为此Handler
    msg.target = this;
    msg.workSourceUid = ThreadLocalWorkSource.getUid();

    // 如果此Handler是异步的，则发送的所有消息都是异步的。
    if (mAsynchronous) {
        msg.setAsynchronous(true);
    }
    // 使用MessageQueue将消息加入到消息队列中
    return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis); 
}

enqueueMessage()方法，为将Message加入到MessageQueue中。

说明：

  1. 指定此Message的target为此Handler，使此Message和此Handler关联，以便使用此Handler处理此Message。
  2. 如果此Handler是异步的，则发送的所有消息都是异步的。
  3. uptimeMillis参数为消息执行时刻，立即执行的为SystemClock.uptimeMillis()，延时执行的为SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis ，指定时刻发送的为指定的，将消息排在消息队列的前面的为0。
  4. MessageQueue入队消息相关介绍，请看Android-Handler源码解析-MessageQueue-入队Message。

post-Callback

post()

public final boolean post(@NonNull Runnable r) {
   return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}

postAtTime()

public final boolean postAtTime(@NonNull Runnable r, long uptimeMillis) {
    return sendMessageAtTime(getPostMessage(r), uptimeMillis);
}

public final boolean postAtTime(@NonNull Runnable r, @Nullable Object token, long uptimeMillis) {
    return sendMessageAtTime(getPostMessage(r, token), uptimeMillis);
}

postDelayed()

public final boolean postDelayed(@NonNull Runnable r, long delayMillis) {
    return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), delayMillis);
}

public final boolean postDelayed(@NonNull Runnable r, @Nullable Object token, long delayMillis) {
    return sendMessageDelayed(getPostMessage(r, token), delayMillis);
}

postAtFrontOfQueue()

public final boolean postAtFrontOfQueue(@NonNull Runnable r) {
    return sendMessageAtFrontOfQueue(getPostMessage(r));
}

以上方法，为执行指定的Callback任务，由Runnable实现。底层也是通过getPostMessage()方法将Runnable包装为Message然后调用对应的发送消息的方法进行发送，发送消息详细看上面的-send-Message。

接下来我们来看一下getPostMessage()方法的实现。

getPostMessage()

private static Message getPostMessage(Runnable r) {
    // 使用复用获取新的Message
    Message m = Message.obtain();
    // 将Runnable保存到Message的callback中
    m.callback = r;
    return m;
}

@UnsupportedAppUsage
private static Message getPostMessage(Runnable r, Object token) {
    Message m = Message.obtain();
    m.obj = token;
    m.callback = r;
    return m;
}

getPostMessage()方法，使用复用机制获取新的Message，并将Runnable保存到Message的callback中。

小结

  1. 发送消息分为send-Message、post-Callback，post-Callback底层也是通过send-Message进行发送（将Runnable保存到Message的callback中）。
  2. sendMessageAtFrontOfQueue()、postAtFrontOfQueue()，方法为将消息排在消息队列的前面，会使原来有序的队列变为无序的，谨慎使用。
  3. 通过handler发送的消息，最终都会将此Message和此Handler关联，以便使用此Handler处理此Message。
  4. 如果此Handler是异步的，则发送的所有消息都是异步的。

分发Message

当Looper.loop()方法开启后，并且此Looper的MessageQueue的next()方法返回一个Message后，会调用Handler的dispatchMessage()方法，代码如下。

Loop->loopOnce()

private static boolean loopOnce(final Looper me,
            final long ident, final int thresholdOverride) {
        Message msg = me.mQueue.next(); // might block
        ...
        // 调用Handler分发消息
        msg.target.dispatchMessage(msg);
        ...
    }

接下来我们来看一下Handler的dispatchMessage()方法。

dispatchMessage()

Handler->dispatchMessage()

public void dispatchMessage(@NonNull Message msg) {
    if (msg.callback != null) {
        // 处理Callback
        handleCallback(msg);
    } else {
        // 处理Message
        if (mCallback != null) {
            // handler的Callback不为空，优先它处理。
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                // 返回true，表示handler的Callback已经处理，不再需要handleMessage()方法处理。
                return;
            }
        }
        // 使用handleMessage方法处理
        handleMessage(msg);
    }
}

dispatchMessage()方法，为分发消息，分为处理Callback、处理Message，而的处理Message优先handler的Callback处理，其次再handleMessage()方法处理。

说明：

  1. dispatchMessage()方法为public并且不是final，所以可以被覆写，一般不覆写此方法。

接下来我们先来看一下处理Callback的handleCallback()方法。

handleCallback()

private static void handleCallback(Message message) {
    // 调用callback.run()方法（即runnable.run()方法）执行
    message.callback.run();
}

handleCallback()方法，直接调用message的callback（即Runnable）的run()方法执行。

接下来我们再来看一下优先处理Message的Handler.Callback类，其次再来看一下其次处理的handleMessage()方法。

Handler.Callback类

public interface Callback {
    /**
     * @return 如果不需要进一步处理，则为True。
     */
    boolean handleMessage(@NonNull Message msg);
}

如果handler.mCallback有设置值，则优先它来处理，并且handleMessage()方法返回true，则不再需要handleMessage()方法处理。

handleMessage()

public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
}

handleMessage()方法，为处理消息，我们可以通过Message的what的值来区分，来实现自己的逻辑。

说明：

  1. handleMessage()方法为public并且不是final，所以可以被覆写，一般覆写此方法。

小结

  1. 分发Message，它是通过Handler的dispatchMessage()方法进行分发处理。
  2. 分发Message，它分为处理Callback、处理Message。
    2.1.处理Callback，直接调用callback（即Runnable）的run()方法执行。
    2.2.处理Message，优先handler的Callback处理，其次再handleMessage()方法处理。
  3. dispatchMessage()、handleMessage()方法均可以被覆写，一般只覆写handleMessage()方法即可。

移除Messages、Callbacks

removeMessages()

public final void removeMessages(int what) {
    mQueue.removeMessages(this, what, null);
}

public final void removeMessages(int what, @Nullable Object object) {
    mQueue.removeMessages(this, what, object);
}

removeCallbacks()

public final void removeCallbacks(@NonNull Runnable r) {
    mQueue.removeMessages(this, r, null);
}

public final void removeCallbacks(@NonNull Runnable r, @Nullable Object token) {
    mQueue.removeMessages(this, r, token);
}

removeCallbacksAndMessages()

public final void removeCallbacksAndMessages(@Nullable Object token) {
    mQueue.removeCallbacksAndMessages(this, token);
}

以上方法，为移除指定what的Message或指定runnable的Callbacks，全部都是通过调用MessageQueue的removeXX方法进行移除。

说明：

  1. MessageQueue移除消息相关介绍，请看Android-Handler源码解析-MessageQueue-移除Message。

小结

  1. 移除Messages、Callbacks，removeMessages()、removeCallbacks()、removeCallbacksAndMessages()方法，分别为移除所有符合条件的Messages、Callbacks。

是否有Messages、Callbacks

hasMessages()

public final boolean hasMessages(int what) {
    return mQueue.hasMessages(this, what, null);
}

hasCallbacks()

public final boolean hasCallbacks(@NonNull Runnable r) {
    return mQueue.hasMessages(this, r, null);
}

hasMessagesOrCallbacks()

public final boolean hasMessagesOrCallbacks() {
    return mQueue.hasMessages(this);
}

以上方法，为判断是否有指定what的Message或指定runnable的Callbacks，全部都是通过调用MessageQueue的hasMessages方法进行判断。

说明：

  1. MessageQueue是否有消息相关介绍，请看Android-Handler源码解析-MessageQueue-是否有Message。

小结

  1. 是否有Messages、Callbacks，hasMessages()、hasCallbacks()、hasMessagesOrCallbacks()方法，分别为判断是否有符合条件的Messages、Callbacks。

其它

getMessageName()

public String getMessageName(@NonNull Message message) {
    if (message.callback != null) {
        // 是Callback类型，返回此Callback（即Runnable）的类名。
        return message.callback.getClass().getName();
    }
    // 是Message类型，返回此Message的what的十六进制。
    return "0x" + Integer.toHexString(message.what);
}

获取表示指定Message名称的字符串。默认实现，是Callback类型返回此Callback（即Runnable）的类名，是Message类型返回此Message的what的十六进制。

getLooper()

@NonNull
public final Looper getLooper() {
    return mLooper;
}

获取此Handler的Looper对象

dump()

public final void dump(@NonNull Printer pw, @NonNull String prefix) {
    pw.println(prefix + this + " @ " + SystemClock.uptimeMillis());
    if (mLooper == null) {
        pw.println(prefix + "looper uninitialized");
    } else {
        mLooper.dump(pw, prefix + "  ");
    }
}

转储looper的状态，以进行调试。如果Looper为空，直接打印，否则调用Looper的dump()方法。

说明：

  1. Looper转储的相关介绍，请看Android-Handler源码解析-Looper-其它。
Android源码
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