Android Handler究竟是如何实现跨线程的?

背景


本文要解决的问题是:

1、Handler究竟是怎样实现跨线程通信的?
2、为什么要使用ThreadLocal

为什么还要写这么一篇文章呢?网上关于Handler机制的文章已经多如牛毛,但是大多数源码分析都是在分析LooperMessageQueueMessage之类的,看了之后还是不知道,或者不会去想,Handler究竟是如何做到跨线程的。有的也会讲ThreadLocalMap,个人理解,它不是做到跨线程的原因,它只是对于Handler机制的一种优化。

阅读本文需要先对Handler机制有一定了解。

分析


我之前已经有一篇文章Android Looper-ThreadLocal-Thread 之间的关系,可以去看看。
本文就不分析Handler的源码了,这里只分析上述两个问题。

先上一张图吧:


handler.png

图解:

  • 左边的Thread是已经创建了Looper的线程,就当它是主线程吧。右边就是我们开的子线程,并没有在该线程创建过Handler
  • 这里把Handler画到了主线程里面,不是说Handler就在主线程里面,而是,它是主线程创建出来的,它跟主线程关系实在太紧密了。
  • ThreadLocalMapThread类的属性。它里面保存着以ThreadLocal为key,Looper为value的Map。
1、如何实现跨线程

在我们在子线程里,我们调用主线程创建出来的Handler实例发消息

        mHandler.sendEmptyMessage(0x00);

最后我们的消息处理方法handleMessage()怎么就在主线程执行了呢?

我们知道,Looper就是一个消息循环,它的内部维护着一个消息队列。一旦它开始消息循环,它就一直在那个线程内执行循环,它的消息是在哪个线程加入的,不影响这个循环。
我们可以看到,MessageQueueenqueueMessage()方法是做了线程同步的

    boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
        // ... 处理异常
        synchronized (this) {
            // ...加入消息队列
        }
        return true;
    }

而且,我们都是在线程内创建Handler之后,就调用Looper.loop()的。

所以,当消息循环执行到我们发送的那个消息时,它自然就在调用Looper.loop()方法的线程内执行了,这就是跨线程的原因,就这么简单,有没有ThreadLocal它都能跨。

下面解决第2个问题。

2、为什么要使用ThreadLocal?

试想,如果每个线程只创建一个Handler,那确实是没必要使用TheadLocal了,因为,一个Handler内创建一个Looper,只要让这个Looper.loop()方法在这个线程内调用,就已经足够满足消息回调都在该线程内执行了。

但是如果一个线程有多个Handler呢?

要每个Handler都去创建一个Looper吗?明显浪费资源,它可是死循环啊!一个线程只需要一个Looper就行了。在Handler机制中,每个Handler都关联着一个Looper(准确地说,是每个线程创建的所有Handler,都关联着同一个Looper)。

那么如何实现一个线程只有一个Looper?这就是ThreadLocal的作用了。

其实ThreadLocal只是个傀儡,真正发挥作用的,是线程内的ThreadLocalMap

ThreadLocal只是作为一个key,并且提供方法,将线程的Looper保存进(取出)ThreadLocalMap,而已,以此来实现每个线程中只需创建一个Looper

这就是为什么使用ThreadLocal的原因。

总结


  • 跨线程是因为,谁开启的消息循环,Handler回调(dispatchMessage())就在哪个线程执行,跟在哪里发送的消息无关。
  • 使用ThreadLocal是因为,要实现一个线程内只有一个Looper。

本文仅是个人的理解,如有错误,欢迎指出。

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