1.概述
Android的消息机制主要是指Hanlder的运行机制及其附带的MessageQueue和Looper的工作过程。三者作为一个整体来实现消息机制。
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Handler的主要作用是将一个任务切换到某个指定的线程中去执行,最主要的一个场景我们开启一个
子线程
来处理一些耗时的任务,在耗时任务结束后返回主线程
去更新ui。那为什么我们不能直接在子线程中去更新ui呢,这是因为Android规定ui操作只能在主线程进行,否则会抛出异常,具体判断逻辑是在ViewRootImpl中通过方法checkThread()进行的验证。void checkThread() { if (mThread != Thread.currentThread()) { throw new CalledFromWrongThreadException( "Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views."); } }
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为什么系统不允许在子线程访问UI?
这是因为Android的UI控件不是线程安全的,如果在多线程中并发访问控件可能会导致UI控件处于不可预期状态。so,那为什么系统不对控件加上安全锁的机制?缺点有两个:首先控件加上锁机制会导致UI访问逻辑复杂;其次锁机制会降低UI访问的效率,因为锁机制会阻塞某些线程的执行。
因此,比较好的方案就是采用单线程的模型来处理UI,开发者只需要切换一下线程去执行ui操作即可。
Handler另外一个作用是可以发送一个延时消息
2.原理概述
Handler的使用方法大致如下:
private Handler mHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
switch (msg.what) {
case 0:
mTestTV.setText("This is handleMessage");//更新UI
break;
}
}
};
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);//在子线程有一段耗时操作,比如请求网络
mHandler.sendEmptyMessage(0);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}).start();
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大致原理:
Handler
与其内部的Looper
和MessageQueue
一起协同工作。首先通过Handler的post
方法将一个Runnable投递到Handler内部的MessageQueue中,也可以用Handler的send
方法发送一个Message,其实post方法最终也是通过send方法实现的。 当Handler的send方法被调用时,会调用MessageQueue的enqueueMessage方法将这个消息放入消息队列中,然后Looper会一直检查MessageQueue中的消息,当发现有新消息到来时,就会处理这个消息,最终消息中的Runnable或者Handler中的handleMessage方法会被调用来处理具体的工作。
3.ThreadLocal工作原理
3.1 ThreadLocal的使用场景
早在JDK 1.2的版本中就提供java.lang.ThreadLocal
,ThreadLocal
为解决多线程程序的并发问题提供了一种新的思路。使用这个工具类可以很简洁地编写出优美的多线程程序。
当使用ThreadLocal
维护变量时,ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本,所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本,而不会影响其它线程所对应的副本。
ThreadLocal
是一个线程内部的数据存储类,通过它可以在指定线程中存储数据,数据存储以后只可以在当前线程中获取到存储的数据,对于其他线程来说是无法获取到的。
主要的应用场景是:
以线程为作用域并且不同的线程具有不同的数据副本。这种情况对应与我们要讲的Handler和Looper。
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在复杂逻辑下的对象传递,如监听器的传递。比如监听器的传递,有时候一个线程中的任务过于复杂,可能表现为函数调用栈比较深或者代码入口的多样性,在这种情况下,我们一般的作法有大致两种:
- 第一种方法是将监听器通过参数的形式在函数调用栈中进行传递,这个方法的局限性在于函数调用栈很深时,通过函数传递会让程序看起来很混乱糟糕。
- 第二种方法是将监听器作为静态变量供线程访问,这个方法的局限性是缺乏扩充性。比如如果需要有两个线程并发执行,那就需要提供两个静态的监听器对象。如果有10个监听器对象,提供10个监听器对象?这是无法接受的
而采用ThreadLocal就会很简单,只需要维护一个ThreadLocal,就可以实现不同线程存储自己的监听器对象,互不干扰,代码逻辑也会很简洁。
3.2 ThreadLocal的使用方法
private ThreadLoacl<Boolean> mBooleanThreadLocal = new ThreadLocal<Boolean>;
mBooleanThreadLocal.set(true);
Log.d(TAG,"[ThreadMain] mBooleanThreadLocal = :" + mBooleanThreadLocal.get());
new Thread("Thread#1") {
@Override
public void run () {
mBooleanThreadLocal.set(false);
Log.d(TAG,"[Thread#1] mBooleanThreadLocal = :" + mBooleanThreadLocal.get());
}
}
new Thread("Thread#2") {
@Override
public void run () {
Log.d(TAG,"[Thread#2] mBooleanThreadLocal = :" + mBooleanThreadLocal.get());
}
}
运行结果:
[ThreadMain] mBooleanThreadLocal = : true
[Thread#1] mBooleanThreadLocal = : false
[Thread#2] mBooleanThreadLocal = : null
没有为ThreadLocal设置的情况下默认get()到的会是null。
3.3 ThreadLocal原理
ThreadLocal 是一个泛型类,定义为 public class ThreadLocal<T>
。
在Java源码中有一个ThreadLocal.java,在Android源码中也有一个ThreadLocal.java。两者的主要区别在于他内部的实现方式不同。
3.3.1 java中的ThreadLocal
ThreadLocal是如何做到为每一个线程维护变量的副本的呢?其实实现的思路很简单:在ThreadLocal类中有一个Map,用于存储每一个线程的变量副本,Map中元素的键为线程对象,而值对应线程的变量副本。
ThreadLocal的set方法:
ThreadLocal.java
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
在set方法中首先获取到当前Thread的对象。然后去获取ThreadLocalMap,这个ThreadLocalMap它是在每一个Thread中都有一份,可以看下getMap(t).
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
代码很简单就是返回当前线程中的threadLocals 对象。可以看下Thread.java中的定义。
/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
* by the ThreadLocal class. */
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
接着看set()方法,如果得到的map不为空就会把当前的ThreadLocal本身作为Key
值,需要保存的value值作为Value
。
到这里可以大致理解如下:在每一个Thread中都维护一个ThreadLocalMap,这个ThreadLocalMap 的Key为ThreadLocal对象,Value为保存的值,这样一个线程中就存了多个ThreadLocal对应的值。
如果得到的ThreadLocalMap为空,就去createMap,实现如下:
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
可以看下ThreadLocalMap的构造方法:
ThreadLocalMap(ThreadLocal firstKey, Object firstValue) {
table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
size = 1;
setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}
通过变量命名及实现,可以知道这个构造方法就是一个初始化并put一个键值对。
接着看下get()方法:
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null)
return (T)e.value;
}
return setInitialValue();
}
首先去获取到线程的ThreadLocalMap,如果ThreadLocalMap不为空,那么就去获取当前线程对应的value值。否则化会去调用setInitialValue().
private T setInitialValue() {
T value = initialValue();
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
return value;
}
首先initialValue()方法是一个空的实现,默认返回null,可以通过重写该方法来返回默认的value。后面的步骤就是去初始化了。
public class TestThreadLocal {
private static final ThreadLocal<Integer> value = new ThreadLocal<Integer>() {
@Override
protected Integer initialValue() {
return Integer.valueOf(1);//默认返回1
}
};
}
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内存泄露问题
下图是本文介绍到的一些对象之间的引用关系图,实线表示强引用,虚线表示弱引用:
然后网上就传言,ThreadLocal会引发内存泄露,他们的理由是这样的:
如上图,ThreadLocalMap使用ThreadLocal的弱引用作为key,如果一个ThreadLocal没有外部强引用引用他,那么系统gc的时候,这个ThreadLocal势必会被回收,这样一来,ThreadLocalMap中就会出现key为null的Entry,就没有办法访问这些key为null的Entry的value,如果当前线程再迟迟不结束的话,这些key为null的Entry的value就会一直存在一条强引用链:
Thread Ref -> Thread -> ThreaLocalMap -> Entry -> value
永远无法回收,造成内存泄露。
首先从ThreadLocal的直接索引位置(通过ThreadLocal.threadLocalHashCode & (len-1)运算得到)获取Entry e,如果e不为null并且key相同则返回e;
如果e为null或者key不一致则向下一个位置查询,如果下一个位置的key和当前需要查询的key相等,则返回对应的Entry,否则,如果key值为null,则擦除该位置的Entry,否则继续向下一个位置查询
在这个过程中遇到的key为null的Entry都会被擦除,那么Entry内的value也就没有强引用链,自然会被回收。仔细研究代码可以发现,set操作也有类似的思想,将key为null的这些Entry都删除,防止内存泄露。
但是光这样还是不够的,上面的设计思路依赖一个前提条件:要调用ThreadLocalMap的getEntry函数或者set函数。这当然是不可能任何情况都成立的,所以很多情况下需要使用者手动调用ThreadLocal的remove函数,手动删除不再需要的ThreadLocal,防止内存泄露。所以JDK建议将ThreadLocal变量定义成private static的,这样的话ThreadLocal的生命周期就更长,由于一直存在ThreadLocal的强引用,所以ThreadLocal也就不会被回收,也就能保证任何时候都能根据ThreadLocal的弱引用访问到Entry的value值,然后remove它,防止内存泄露。
3.3.2 Android 中的ThreadLocal
set()方法:
public void set(T value) {
Thread currentThread = Thread.currentThread();
Values values = values(currentThread);
if (values == null) {
values = initializeValues(currentThread);
}
values.put(this, value);
}
这里新增了一个Values的对象。这个对象定义在ThreadLocal.Values。 每一个Thread中都有一个这样的变量localValues。
Values values(Thread current) {
return current.localValues;
}
Values initializeValues(Thread current) {
return current.localValues = new Values();
}
void put(ThreadLocal<?> key, Object value) {
cleanUp();
// Keep track of first tombstone. That's where we want to go back
// and add an entry if necessary.
int firstTombstone = -1;
for (int index = key.hash & mask;; index = next(index)) {
Object k = table[index];
if (k == key.reference) {
// Replace existing entry.
table[index + 1] = value;
return;
}
if (k == null) {
if (firstTombstone == -1) {
// Fill in null slot.
table[index] = key.reference;
table[index + 1] = value;
size++;
return;
}
// Go back and replace first tombstone.
table[firstTombstone] = key.reference;
table[firstTombstone + 1] = value;
tombstones--;
size++;
return;
}
// Remember first tombstone.
if (firstTombstone == -1 && k == TOMBSTONE) {
firstTombstone = index;
}
}
}
这里的算法不去深入探索,但是可以看到,在table数组中存储value的地方。
table[index] = key.reference;
table[index + 1] = value;
接着看下get()方法
public T get() {
// Optimized for the fast path.
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);
}
这里就比较好理解了,返回index+1位置的值。
3.4Handler中的ThreadLocal
具体到Handler中来说,对于每一个Handler它都需要一个唯一对应的Looper。通过ThreadLocal就可以实现在Looper中维护一份ThreadLocal就可以满足不同的线程对应不同的Looper.
Looper.java
static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
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));
}
如果不这样做,那么系统就必须提供一个全局的哈希表供Handler查找指定线程的Looper,这就势必会增加一个类似于LooperManager的类了,这种方法繁琐复杂。系统没有采用这种方案而是采用了ThreadLocal,这就是ThreadLocal的好处。
4. MessageQueue
MessageQueue主要包含两个操作enqueneMessage
() 和 next
()。enqueneMessage作用是向消息队列中插入一条消息,而next则是从消息队列中取出一条消息,同时将其从消息队列中移除。
尽管MessageQueue 叫消息队列,但是它的实现并不是队列,而是一个单链表的数据结构。
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enqueneMessage
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; }
主要实现就是一个链表的插入操作。
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next
Message next() { // Return here if the message loop has already quit and been disposed. // This can happen if the application tries to restart a looper after quit // which is not supported. final long ptr = mPtr; if (ptr == 0) { return null; } int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration int nextPollTimeoutMillis = 0; for (;;) { if (nextPollTimeoutMillis != 0) { Binder.flushPendingCommands(); } 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; if (msg != null && msg.target == null) { // Stalled by a barrier. Find the next asynchronous message in the queue. do { prevMsg = msg; msg = msg.next; } while (msg != null && !msg.isAsynchronous()); } if (msg != null) { 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. 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. nextPollTimeoutMillis = -1; } // Process the quit message now that all pending messages have been handled. if (mQuitting) { dispose(); return null; } // If first time idle, then get the number of idlers to run. // Idle handles only run if the queue is empty or if the first message // in the queue (possibly a barrier) is due to be handled in the future. if (pendingIdleHandlerCount < 0 && (mMessages == null || now < mMessages.when)) { pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size(); } if (pendingIdleHandlerCount <= 0) { // No idle handlers to run. Loop and wait some more. mBlocked = true; continue; } if (mPendingIdleHandlers == null) { mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)]; } mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers); } // Run the idle handlers. // We only ever reach this code block during the first iteration. 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); } } } // Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again. pendingIdleHandlerCount = 0; // 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; } }
next方法是一个无限循环的方法,如果消息队列中没有消息,那么next方法就会一直堵塞在这里,只有新消息到来时,next方法才会返回这条消息并将其从单链表中移除、
5 Looper
- Looper的构造方法:
Looper.java
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));
}
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
在Prepare中会检查当前ThreadLocal是否已经有了looper对象,如果有了就会抛出异常,也就是说prepare()方法一个线程中一个生命周期内只能调用一次。
在构造方法内会new一个MessageQueue,用作消息队列。
Looper除了prepare方法外,还提供了prepareMainLooper()方法,这个方法主要是用来给ActivityThread创建Looper使用的,其本质也是调用prepare方法来实现的。但是这个Looper不可以退出。
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Looper是可以退出的,可以通过两种方式:
quit: 直接退出Looper
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quitSafely:会设定一个退出的标记,然后把消息队列中的已有消息都处理完毕后才会安全的退出。但是delay的消息不会被保证结束前执行。
MessageQueue void quit(boolean safe) { if (!mQuitAllowed) { throw new IllegalStateException("Main thread not allowed to quit."); } synchronized (this) { if (mQuitting) { return; } mQuitting = true; if (safe) { removeAllFutureMessagesLocked(); } else { removeAllMessagesLocked(); } // We can assume mPtr != 0 because mQuitting was previously false. nativeWake(mPtr); } }
在子线程中,我们手动创建了Looper后,在所有任务结束后应该调用quit方法来终止消息循环,否则这个子线程就会一直处于消息等待的状态。而如果退出Looper之后,这个线程也会立刻终止。因此在不需要Looper的时候应该手动终止它。
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loop方法
/** * Run the message queue in this thread. Be sure to call * {@link #quit()} to end the loop. */ 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(); } }
- looper方法是一个死循环,唯一跳出循环的方式是MessageQueue返回了null,也就是表明MessageQueue正在quit。当Looper调用了quit或者quitsafely时,会调用MessageQueue的quit或者quitsafely。当消息队列MessageQueue被标记为退出状态时,也就是isQuitting 标志,enqueueMessage 不在接受新消息,并返回false。此时当当前队列中的消息处理完毕后,会判断标志位,如果是即将退出的标志,那么直接返回null,Looper也会停止死循环。
- 当正常的接收消息时,会调用msg.target.dispatchMessage(msg);来分发消息,但是Handler中dispatchMessage方法是在创建Handler时所使用的线程中执行的。这样就完成切换逻辑。
6.Handler
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常用的新消息发送方法
Handler.java public final boolean post(Runnable r) { return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0); } public final boolean postDelayed(Runnable r, long delayMillis) { return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), delayMillis); } private static Message getPostMessage(Runnable r) { Message m = Message.obtain(); m.callback = r; return m; } ---------- public final boolean sendMessage(Message msg){ return sendMessageDelayed(msg, 0); } public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis){ if (delayMillis < 0) { delayMillis = 0; } return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis); } public final boolean sendEmptyMessage(int what){ return sendEmptyMessageDelayed(what, 0); } public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) { Message msg = Message.obtain(); msg.what = what; return sendMessageDelayed(msg, delayMillis); } public boolean sendMessageAtTime(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); } private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) { msg.target = this; if (mAsynchronous) { msg.setAsynchronous(true); } return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis); }
以上post类方法允许你排列一个Runnable对象到主线程队列中,最终会调用到sendMessage
sendMessage类方法, 会发送一个带数据的Message对象到队列中。
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Looper会通过messageQueue的next方法拿到消息进行处理,最后交给Handler处理,即Handler的dispatchMessage方法
/** * Handle system messages here. */ public void dispatchMessage(Message msg) { if (msg.callback != null) { handleCallback(msg); } else { if (mCallback != null) { if (mCallback.handleMessage(msg)) { return; } } handleMessage(msg); } }
会首先判断Message的callBack是否存在,如果存在,就会调用callback
private static void handleCallback(Message message) {
message.callback.run();
}
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接着会去判断mCallBack,mCallBack是我们在构造函数传入的
public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async) { mLooper = looper; mQueue = looper.mQueue; mCallback = callback; mAsynchronous = async; }
这里的CallBack对象是什么:
/**
* Callback interface you can use when instantiating a Handler to avoid
* having to implement your own subclass of Handler.
*
* @param msg A {@link android.os.Message Message} object
* @return True if no further handling is desired
*/
public interface Callback {
public boolean handleMessage(Message msg);
}
这里提示了一种新的构造方法:
Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper(), new Handler.Callback() {
@Override
public boolean handleMessage(Message msg) {
return false;
}
});
Handler smsHandler = new Handler(){
public void handleMessage(Message msg) {
return false;
};
};
Message m = Message.obtain(h, new Runnable() {
@Override
public void run() {
//做一些事情,这个run方法是主线程调用的
}
});
Handler Handler = new Handler();
handler.sendMessage(m);
如果没有mCallBack,那么最后就会调用handleMessage方法.
- 这里的优先级
run(callback) > mCallBack > handleMessage
7.主线程的消息循环
Android的主线程是ActivityThread,主线程的入口方法为main方法。在main方法系统会通过Looper。prepareMainLooper来创建主线程的Looper及MessageQueue,并通过Looper.loop来开启循环。
public static void main(String[] args) {
.....
Looper.prepareMainLooper();
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}
if (false) {
Looper.myLooper().setMessageLogging(new
LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
}
// End of event ActivityThreadMain.
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}
MainLooper也只能prepare一次。
/**
* Initialize the current thread as a looper, marking it as an
* application's main looper. The main looper for your application
* is created by the Android environment, so you should never need
* to call this function yourself. See also: {@link #prepare()}
*/
public static void prepareMainLooper() {
prepare(false);
synchronized (Looper.class) {
if (sMainLooper != null) {
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
}
sMainLooper = myLooper();
}
}
因为主线程的Looper比较特殊,所有Looper提供了一个getMainLooper的方法来获取。
/**
* Returns the application's main looper, which lives in the main thread of the application.
*/
public static Looper getMainLooper() {
synchronized (Looper.class) {
return sMainLooper;
}
}
上述会在ActivityThread中开启Looper,并在Looper中初始化MessAgeQueue,这个时候还缺少一个Handler.
Handler是定义在ActivityThread.H中。
private class H extends Handler {
public static final int LAUNCH_ACTIVITY = 100;
public static final int PAUSE_ACTIVITY = 101;
public static final int PAUSE_ACTIVITY_FINISHING= 102;
public static final int STOP_ACTIVITY_SHOW = 103;
public static final int STOP_ACTIVITY_HIDE = 104;
public static final int SHOW_WINDOW = 105;
public static final int HIDE_WINDOW = 106;
public static final int RESUME_ACTIVITY = 107;
public static final int SEND_RESULT = 108;
public static final int DESTROY_ACTIVITY = 109;
public static final int BIND_APPLICATION = 110;
public static final int EXIT_APPLICATION = 111;
public static final int NEW_INTENT = 112;
public static final int RECEIVER = 113;
public static final int CREATE_SERVICE = 114;
public static final int SERVICE_ARGS = 115;
public static final int STOP_SERVICE = 116;
...
String codeToString(int code) {
if (DEBUG_MESSAGES) {
switch (code) {
case LAUNCH_ACTIVITY: return "LAUNCH_ACTIVITY";
case PAUSE_ACTIVITY: return "PAUSE_ACTIVITY";
case PAUSE_ACTIVITY_FINISHING: return "PAUSE_ACTIVITY_FINISHING";
case STOP_ACTIVITY_SHOW: return "STOP_ACTIVITY_SHOW";
......
}
}
}
ActivityThread 通过ApplicationThread与AMS进程通信,AMS以进程间通信方试完成ActivityThread的请求后会回调ApplicationThread的Binder方法,然后ApplicationThread会通过H发送消息,H收到消息后会将逻辑切换到ActivityThread中即主线程中进行。这就是主线程的消息循环模型。
8. PS
在开发的过程中会碰到一个棘手的问题,调用Activity.finish函数Acitivity没有执行生命周期的ondestory函数,是因为有一个handler成员,因为它有一个delay消息没有处理,调用Activity.finish,Activity不会马上destory,所以记得在Ativity finish前清理一下handle中的未处理的消息,这样Activity才会顺利的destory。
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主线程的Handler和 Looper为什么不会阻塞卡死
- epoll模型
当没有消息的时候会epoll.wait,等待句柄写的时候再唤醒,这个时候其实是阻塞的。 - 所有的ui操作都通过handler来发消息操作。
比如屏幕刷新16ms一个消息,你的各种点击事件,所以就会有句柄写操作,唤醒上文的wait操作,所以不会被卡死了。
- epoll模型
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内存泄漏
Handler handler = new Handler() { @Override public void handleMessage(Message msg) { dosomething(); } };
它默认是可以使用外部类的成员变量的,这样也佐证了我们所说的它会隐式的持有外部类的引用;这时候如果子线程使用handler将message消息发送到messageQueue中并等待执行的过程过长,这时候activity已经执行finish方法;那么我们希望的是activity被执行onDestory方法,然后activity相关的各种资源,组件都被销毁掉,但是由于handler隐式的持有activity的引用,那么activity就无法被回收,activity相关的资源与组件也无法被回收--即内存已经泄露。
解决方案:
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使用static 静态变量定义handler
static Handler handler = new Handler() { @Override public void handleMessage(Message msg) { dosomething(); } };
这样的话,handler对象由于是静态类型无法持有外部activity的引用,但是这样Handler不再持有外部类的引用,导致程序不允许在Handler中操作activity中的对象了,这时候我们需要在Handler对象中增加一个队activity的弱引用;
static class MyHandler extends Handler { WeakReference<Activity > mActivityReference; MyHandler(Activity activity) { mActivityReference= new WeakReference<Activity>(activity); } @Override public void handleMessage(Message msg) { final Activity activity = mActivityReference.get(); if (activity != null) { mImageView.setImageBitmap(mBitmap); } } }
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通过代码逻辑判断
在activity执行onDestory时,判断是否有handler已经执行完成,否则做相关逻辑操作。
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主线程往子线程发消息
在子线程中创建Handler,需要手动初始化Looper。
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Handler常见的两个异常
在使用Handler时,经常会出现以下两个异常:
(1)CalledFromWrongThreadException:这种异常是因为尝试在子线程中去更新UI,进而产生异常。
(2)Can't create handle inside thread that ha not called Looper.prepared:是因为我们在子线程中去创建Handler,而产生的异常。
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为什么在有些时候子线程中是可以直接更新UI的:
为了回答这个问题,我们需要先通过看源码去了解下面这三个问题:
(1)Android是如何检测非UI线程去更新UI的
(2)ViewRootImp是什么?
(3)ViewRootImp是在哪里创建的?
源码我就不贴出来了,这里我只是总结一下。
答案:
非UI线程真的不能更新UI吗? 是可以的。
解释:
在线程中更新UI时会调用ViewParent.invalidateChild()方法检查当前的thread是否是Mainthread。
但是,ViewRootImpl这个类是在activity的onResume()方法中创建的。就算在子线程中更新UI,只要在ViewRootImpl创建之前更新UI(比如,程序在执行onCreate方法时,我就去执行setText方法区更新UI),就可以逃避掉checkThread()的检查。
关于本题,给出以下链接大家去细读一下源码吧:
Android更新Ui进阶精解(一):
//www.greatytc.com/p/6de0a42a44d6
为什么我们可以在非UI线程中更新UI: