Android異步消息處理機(jī)制

Android異步消息處理機(jī)制
android常用異步框架分為handler、AsyncTask、handlerThread、IntentService。

什么是handler

android消息機(jī)制的上層接口，通過發(fā)送和處理Message和Runnable對(duì)象來關(guān)聯(lián)相對(duì)應(yīng)線程的MessageQueue。

1. 可以讓對(duì)應(yīng)的Message和Runnable在未來的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的處理。
2. 讓自己想要處理的耗時(shí)操作放在子線程，讓更新ui放在主線程。

handler的使用方法

  • post(runnable)
  • sendMessage(msg)注意 msg的獲取最好用Message.obtain()獲取。底層采用對(duì)象池減少內(nèi)存消耗。

handler機(jī)制原理

-w687

Looper是每一個(gè)線程所獨(dú)有的，通過loop（）方法讀取下面的MessageQueue，讀到消息后把消息發(fā)送給Handler來處理.MessageQueue是一個(gè)消息隊(duì)列，是FIFO。創(chuàng)建Loop的時(shí)候就創(chuàng)建了MessageQueue，2者就關(guān)聯(lián)在了一起。Message就是消息對(duì)象。Handler就是處理消息和發(fā)送消息。 但是它只能發(fā)送跟它相關(guān)聯(lián)的MessageQueue，而MessageQueue又跟looper相關(guān)聯(lián)，所以handler發(fā)送消息必須有一個(gè)維護(hù)它的Looper。

源碼分析：

-w540
  1. 首先我們看下handler，MessageQueue，Looper是怎么關(guān)聯(lián)在一起的？
 public Handler(Callback callback, boolean async) {
        if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
            final Class<? extends Handler> klass = getClass();
            if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
                    (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
                Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
                    klass.getCanonicalName());
            }
        }

        mLooper = Looper.myLooper();
        if (mLooper == null) {
            throw new RuntimeException(
                "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
        }
        mQueue = mLooper.mQueue;
        mCallback = callback;
        mAsynchronous = async;
    }

在handler的構(gòu)造方法中創(chuàng)建looper，然后根據(jù)looper的成員變量創(chuàng)建MessageQueue這樣handler就和MessageQueue關(guān)聯(lián)在了一起，而MessageQueue是通過Looper來管理的，從而三者關(guān)聯(lián)在了一起;
我們點(diǎn)進(jìn)去看下Looper.myLooper方法，發(fā)現(xiàn)是從sThreadLocal獲取的，ThreadLocal是每個(gè)線程都獨(dú)有的一份數(shù)據(jù)，所以每個(gè)handler獲取的都對(duì)應(yīng)自己線程的Looper。

 public static @Nullable Looper myLooper() {
        return sThreadLocal.get();
    }

接著往下看發(fā)現(xiàn)sThreadLocal實(shí)在prepare（）中賦值的，這樣保證了每個(gè)線程的唯一性。

   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));
    }
  1. 接著我們看下looper是怎么獲取MessageQueue消息的。
 public static void loop() {
        ...省略部分不重要代碼
        for (;;) {
            Message msg = queue.next(); // might block
                     try {
                msg.target.dispatchMessage(msg);
              
            }             msg.recycleUnchecked();
        }
    }

其實(shí)就是創(chuàng)建了一個(gè)for死循環(huán)，逐個(gè)取出msg，通過Handler（msg.target）dispatchMessage(msg)

  public void dispatchMessage(Message msg) {
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }
            handleMessage(msg);
        }
    }

dispatchMessage，其實(shí)就是中轉(zhuǎn)器，根據(jù)不同的條件不同的處理方式。

-w817
  1. 總結(jié)
    Looper開啟了一個(gè)循環(huán)，不斷的從MessageQueue獲取消息，把MessageQueue頭部獲取的msg，已msg.target形式交由handler.handleMessage中處理。 最終處理完成后，還是會(huì)返回到loop中，不斷的處理。

handler內(nèi)存泄露及解決方案

非靜態(tài)內(nèi)部類持有外部類的引用，handler里面有可能里面有耗時(shí)或者延時(shí)操作，當(dāng)activity銷毀后由于handler持有activity，導(dǎo)致activity無法釋放，造成了內(nèi)存泄露。
解決方案：handler設(shè)置為靜態(tài)內(nèi)部類，在activity的onDestroy中調(diào)用handler.removeCallBack（）。注意如果在靜態(tài)內(nèi)部類中，如果要使用activity，一定用弱引用，而不是直接使用activity。

AsyncTask

AsyncTask可以用來處理一些后臺(tái)較耗時(shí)的任務(wù)，查看源碼發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部就是一個(gè)Handler和線程池的封裝，可以幫助我們處理耗時(shí)任務(wù)的同時(shí)去更新UI。

AsyncTask的使用
  • AsyncTask抽象類的3參數(shù)
public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {
......
}
 Params 啟動(dòng)任務(wù)執(zhí)行的輸入?yún)?shù)，比如下載URL
 Progress 后臺(tái)任務(wù)執(zhí)行的百分比，比如下載進(jìn)度
 Result 后臺(tái)執(zhí)行任務(wù)最終返回的結(jié)果，比如下載結(jié)果
  • 子類可以實(shí)現(xiàn)的函數(shù)
 onPreExecute():(運(yùn)行在UI線程中) (非必須方法)

在任務(wù)執(zhí)行前調(diào)用，通常用來做一些準(zhǔn)備操作，比如下載文件前，在顯示一個(gè)進(jìn)度條等。

doInBackground(Params... params):(運(yùn)行在子線程中)(必須實(shí)現(xiàn))

可以在此方法中處理比較耗時(shí)的操作，比如下載文件等等。

onProgressUpdate(Progress... values) (運(yùn)行在UI線程中) (非必須方法)

此函數(shù)異步任務(wù)執(zhí)行時(shí)，回調(diào)給UI主線程的進(jìn)度，比如上傳或者下載進(jìn)度。

onPostExecute(Result result)(運(yùn)行在UI線程中) (非必須方法)

此函數(shù)代表任務(wù)執(zhí)行結(jié)束了，回調(diào)給UI主線程的結(jié)果。比如下載結(jié)果。

onCancelled(Result result)onCancelled()任務(wù)關(guān)閉的函數(shù)
  • 常用函數(shù)
cancel (boolean mayInterruptIfRunning)取消執(zhí)行任務(wù)

execute (Params... params)用指定的參數(shù)來執(zhí)行此任務(wù)

executeOnExecutor(Executor exec,Params... params)在指定的Executor中執(zhí)行任務(wù)。

getStatus ()獲得任務(wù)的當(dāng))前狀態(tài)  PENDING(等待執(zhí)行)、RUNNING(正在運(yùn)行)、FINISHED(運(yùn)行完成)

isCancelled ()在任務(wù)正常結(jié)束之前能成功取消任務(wù)則返回true，否則返回false

AsyncTask內(nèi)部原理簡介

-w916

標(biāo)記1.內(nèi)部也實(shí)例化了帶Looper的Handler，為UI更新做好準(zhǔn)備
標(biāo)記2異步執(zhí)行的地方，WorkRunnable可以理解為一個(gè)工作線程,同時(shí)自身實(shí)現(xiàn)了Callable接口，Call方法中包含了AyncTask最終要執(zhí)行的任務(wù)，并返回結(jié)果。
postResult就是將Result攜帶的信息，發(fā)送給指定target的Handler。就是我們前面所說的線程池+handler實(shí)現(xiàn)的。

AsyncTask注意事項(xiàng)

  1. 內(nèi)存泄露 非靜態(tài)內(nèi)部類持有外部類的引用；如果Activity已經(jīng)被銷毀，AsyncTask的后臺(tái)線程還在執(zhí)行，它將繼續(xù)在內(nèi)存里保留這個(gè)引用，導(dǎo)致Activity無法被回收，引起內(nèi)存泄露。
    解決方案：把AsyncTask設(shè)置為靜態(tài)內(nèi)部類，里面持有activity的弱引用。并在onDestroy中cancel（）任務(wù)。

  2. AsyncTask不與任何組件綁定生命周期
    解決方案：在Activity/Fragment的onDestory()調(diào)用 cancel(true)；

  3. 串行或者并行的執(zhí)行異步任務(wù)
    當(dāng)想要串行執(zhí)行時(shí)，直接執(zhí)行execute()方法，如果需要并行執(zhí)行，則要執(zhí)行executeOnExecutor(Executor)。建議串行，保證線程池的穩(wěn)定，AsyncTask一般做不了高并發(fā)，太耗時(shí)的操作。

  4. 結(jié)果丟失
    屏幕旋轉(zhuǎn)或Activity在后臺(tái)被系統(tǒng)殺掉等情況會(huì)導(dǎo)致Activity的重新創(chuàng)建，之前運(yùn)行的AsyncTask會(huì)持有一個(gè)之前Activity的引用，這個(gè)引用已經(jīng)無效，這時(shí)調(diào)用onPostExecute()再去更新界面將不再生效。

handlerThread

開啟子線程進(jìn)行耗時(shí)操作，多次創(chuàng)建和銷毀線程是很消耗系統(tǒng)資源的，google為我們封裝了handlerThread。它是有handler +thread +looper構(gòu)成的。它是通過獲取handlerThread的 looper對(duì)象傳遞給handler，然后在handleMessage執(zhí)行異步任務(wù)。
優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)阻塞UI線程，缺點(diǎn)是串行執(zhí)行，處理效率較低。

handlerThread使用

  1. 初始化HandlerThread然后調(diào)用其start方法
mHandlerThread = new HandlerThread("mHandlerThread");//這里的mHandlerThread其實(shí)就是線程的名字
 mHandlerThread.start();

初始化Handler進(jìn)行，傳入mHandlerThread中的Looper，這樣就保證了Handler運(yùn)行在子線程，loop輪訓(xùn)，不同的交給handleMessage處理消息。

 workHandler = new Handler(mHandlerThread.getLooper()) {
 
             @Override
             public void handleMessage(Message msg) {
                 ...//消息處理
                }             }
         };

3.使用工作線程Handler向工作線程的消息隊(duì)列發(fā)送消息

 Message msg = Message.obtain();
  msg.what = 2; //消息的標(biāo)識(shí)
  msg.obj = "B"; // 消息的存放
  // b. 通過Handler發(fā)送消息到其綁定的消息隊(duì)列
  workHandler.sendMessage(msg);

4.結(jié)束線程，即停止線程的消息循環(huán)
mHandlerThread.quit();

handlerThread源碼分析

//1.Thread的子類
public class HandlerThread extends Thread {
    int mPriority;
    int mTid = -1;
    Looper mLooper;
    private @Nullable Handler mHandler;

//還記得上面的HandlerThread使用的初始化嗎？
    public HandlerThread(String name) {
        super(name);
        mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;
    }
    
    public HandlerThread(String name, int priority) {
        super(name);
        mPriority = priority;
    }
    
    //thread在開啟start后會(huì)執(zhí)行run方法，在這里會(huì)準(zhǔn)備Looper并開啟輪訓(xùn)。
    @Override
    public void run() {
        mTid = Process.myTid();
        Looper.prepare();
        synchronized (this) {
            mLooper = Looper.myLooper();
            notifyAll();
        }
        Process.setThreadPriority(mPriority);
        onLooperPrepared();
        Looper.loop();
        mTid = -1;
    }
    
    //還記得上面的Handler的創(chuàng)建嗎？
      public Looper getLooper() {
        if (!isAlive()) {
            return null;
        }
        synchronized (this) {
            while (isAlive() && mLooper == null) {
                try {
                    wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }
        }
        return mLooper;
    }

  //可以發(fā)送消息的異步Handler
    @NonNull
    public Handler getThreadHandler() {
        if (mHandler == null) {
            mHandler = new Handler(getLooper());
        }
        return mHandler;
    }

        public boolean quit() {
        Looper looper = getLooper();
        if (looper != null) {
            looper.quit();
            return true;
        }
        return false;
    }

       public boolean quitSafely() {
        Looper looper = getLooper();
        if (looper != null) {
            looper.quitSafely();
            return true;
        }
        return false;
    }

  
    public int getThreadId() {
        return mTid;
    }
}

注意點(diǎn)1：這里用了java線程知識(shí)，wait();和notifyAll()，為什么這么用呢
首先，Handler的創(chuàng)建一般是在主線程完成的，創(chuàng)建的時(shí)候獲取HandlerThread.getLooper(),而Looper的創(chuàng)建是在子線程中創(chuàng)建的，這里就有線程同步問題了，比如我們調(diào)用getLooper()的時(shí)候HandlerThread中run()方法還沒執(zhí)行完，mLooper變量還未賦值，此時(shí)就執(zhí)行了wait()等待邏輯，一直等到run()方法中mLooper被賦值，之后立即執(zhí)行notifyAll()，然后getLooper()就可以正確返回mLooper了。
注意點(diǎn)2:quitSafely()和quit()有什么區(qū)別？

區(qū)別在于該方法移除消息、退出循環(huán)時(shí)是否在意當(dāng)前隊(duì)列是否正在處理消息，無論是否正在執(zhí)行此時(shí)quit()都會(huì)立即退出該循環(huán)。 若是正在處理quitSafely，則等待該消息處理處理完畢再退出該循環(huán)。

IntentService

一個(gè)封裝了HandlerThread和Handler的特殊Service，可以多次啟動(dòng)，每個(gè)耗時(shí)操作都會(huì)以工作隊(duì)列的方式串行在IntentService的onHandleIntent回調(diào)方法中執(zhí)行。任務(wù)執(zhí)行完后會(huì)自動(dòng)停止。

IntentService 使用

1.自定義LocalIntentService繼承自IntentService

public class MyIntentService extends IntentService{
 public LocalIntentService(String name) {
        super(name);
    }
}

2.實(shí)現(xiàn)onHandleIntent(), 是耗時(shí)操作。

@Override
    protected void onHandleIntent(@Nullable Intent intent) {
        String action = intent.getStringExtra("task_action");
      //dosomething
    }

IntentService 源碼分析

  1. IntentService繼承Service，首先我們看下onCreate()，可以看到里面創(chuàng)建了HandlerThread，所以可以耗時(shí)操作。
 //IntentService第一次啟動(dòng)調(diào)用
        public void onCreate() {
            super.onCreate();
                       HandlerThread thread = new HandlerThread("IntentService[" + mName + "]");
            thread.start();
            mServiceLooper = thread.getLooper();
            mServiceHandler = new ServiceHandler(mServiceLooper);
        }

2.多次啟動(dòng)會(huì)走startService()->onStartCommand()->onStart()通過HandlerThread的handler去發(fā)送消息。

@Override
    public int onStartCommand(@Nullable Intent intent, int flags, int startId) {
        onStart(intent, startId);
        return mRedelivery ? START_REDELIVER_INTENT : START_NOT_STICKY;
    }

 @Override
    public void onStart(@Nullable Intent intent, int startId) {
        Message msg = mServiceHandler.obtainMessage();
        msg.arg1 = startId;
        msg.obj = intent;
        mServiceHandler.sendMessage(msg);
    }

3.IntentService的SerivceHandler

HandlerThread順序取出任務(wù)執(zhí)行，會(huì)調(diào)用ServiceHandler的
handleMessage()->onHandleIntent()。任務(wù)執(zhí)行完畢后stopSelf(startId)停止Service。任務(wù)結(jié)束后，在onDestory()中會(huì)退出HandlerThread中Looper的循環(huán)。

//ServiceHandler接收并處理onStart()方法中發(fā)送的Msg
        private final class ServiceHandler extends Handler {
            public ServiceHandler(Looper looper) {
                super(looper);
            }
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                onHandleIntent((Intent)msg.obj);
                stopSelf(msg.arg1); //會(huì)判斷啟動(dòng)服務(wù)次數(shù)是否與startId相等
            }
        }

        public void onDestroy() {
            mServiceLooper.quit();
        }
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
【社區(qū)內(nèi)容提示】社區(qū)部分內(nèi)容疑似由AI輔助生成，瀏覽時(shí)請(qǐng)結(jié)合常識(shí)與多方信息審慎甄別。
平臺(tái)聲明：文章內(nèi)容（如有圖片或視頻亦包括在內(nèi)）由作者上傳并發(fā)布，文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點(diǎn)，簡書系信息發(fā)布平臺(tái)，僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。

相關(guān)閱讀更多精彩內(nèi)容

友情鏈接更多精彩內(nèi)容