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Java / Handler 消息传递机制

Handler 消息传递机制

在 Android 系统中,App 的逻辑代码默认都是跑在主线程(即UI线程)当中的,而且所有的 UI 刷新以及输入处理必须在主线程中执行。这样一旦任务多了就会阻塞 UI 线程导致画面卡顿,从而严重影响性能,所以正确的做法是将耗时的操作单独放在子线程中与 UI 线程隔离,等到耗时操作完成之后再把结果传到 UI 线程进行展示,这就要用到本节学到的消息传递工具——Handler。

1. Handler 基本原理

Handler 是连接不同线程的管道,它让你能够在不同线程之间自由的传递数据,当然我们用的比较多的场景是在子线程中 与主线程通信。因为 Android 系统要求只能在主线程操作 UI,所以常规的做法是将子线程耗时操作的结果传递到 UI 线程进行刷新。
Handler 的基本原理如下图所示:

图片描述

每一个 Handler 实例与一个线程关联,每一个线程又会维护一个自己的 MessageQueue,当我们创建一个 Handler 的时候我们需要制定一个 Looper 对象(Looper对象对应一个线程),这样就将一个 Handler 对象和一个线程绑定到了一起,随后就可以编写我们的耗时操作,然后通过 Handler 将消息塞入线程的 MessageQueue中,当对应线程从 MessageQueue 取出该条消息的时候,就会回调 Handler 的 handleMessage方法并拿到消息,这样就完成了跨线程通信。

2. Handler 相关方法介绍

  • void handleMessage(Message msg):
    在该方法中处理其他线程传递过来的消息*(用的非常多,一定要掌握!)*
  • sendEmptyMessage(int what):
    发送一条空消息,what 可以理解为消息 ID
  • sendEmptyMessageDelayed(int what,long delayMillis):
    延时发送空消息,what 为自定义 ID
  • sendMessage(Message msg):
    发送消息,msg 是消息内容
  • sendMessageDelayed(Message msg):
    延时发送,msg是消息内容
  • hasMessage(int what):
    检查 MessageQueue 中是否包含一条 ID 为 what 的消息。what 是用户自定义的整形数,可作为消息 ID

3. Handler 使用示例

讲了这么多理论知识,我们来通过一个示例来演示一下如何通过 Handler 完成线程通信。一个很常见的场景就是当 App 需要执行一个耗时任务的时候,会把任务放在子线程中执行,但是在主线程通过一个进度条(ProgressBar)来实时更新进度,这样让用户能够随时看到任务执行的进展。

3.1 布局文件

布局比较简单,主要由三个部分:

  • 启动任务
  • 进度文本
  • 进度条
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">

    <ProgressBar
        android:id="@+id/progressBar"
        style="?android:attr/progressBarStyleHorizontal"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_alignParentStart="true"
        android:layout_alignParentTop="true" />

    <Button
        android:id="@+id/start_progress"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_below="@+id/progressBar"
        android:layout_alignParentStart="true"
        android:layout_marginStart="24dp"
        android:layout_marginTop="62dp"
        android:text="开始任务" />

    <TextView
        android:id="@+id/textView"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_alignTop="@+id/start_progress"
        android:layout_alignBottom="@+id/start_progress"
        android:layout_alignParentEnd="true"
        android:layout_marginEnd="85dp"
        android:gravity="center"
        android:text="当前进度:0%"
        android:textSize="16sp" />

</RelativeLayout>

3.2 MainActivity

主要的逻辑全在 MainActivity 中实现,要完成以下 3 个任务:

  • 线程切换: 在子线程中执行耗时操作
  • 更新进度: 在主线程更新ProgressBar,并同步更新TextView
  • 消息传递: 通过Handler将进度从子线程传递到主线程

基本完成了上面 3 个任务,整个线程通信就搞定了。代码如下:

package com.emercy.myapplication;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.ProgressBar;
import android.widget.TextView;

public class MainActivity extends Activity {

    private static final int MAX = 100;
    private static final int START_PROGRESS = 100;
    private static final int UPDATE_COUNT = 200;

    private ProgressBar progressBar;
    private Button startProgress;
    private TextView textView;
    private boolean mHasStart;

    // 任务2:在主线程刷新进度条
    Handler mHandlerThread = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            if (msg.what == START_PROGRESS) {
                if (!mHasStart) {
                    thread.start();
                    mHasStart = true;
                }
            } else if (msg.what == UPDATE_COUNT) {
                textView.setText("当前进度:" + msg.arg1 + "%");
                progressBar.setProgress(msg.arg1);
            }
        }
    };

    // 任务1:在子线程执行耗时操作,通过sleep模拟耗时任务
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i <= 100; i++) {
                try {
                    // 一秒钟的耗时操作
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                Message message = new Message();
                message.what = UPDATE_COUNT;
                message.arg1 = i;
                mHandlerThread.sendMessage(message);
            }
        }
    });

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        progressBar = findViewById(R.id.progressBar);
        startProgress = findViewById(R.id.start_progress);
        textView = findViewById(R.id.textView);
        progressBar.setMax(MAX);

        startProgress.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View view) {
                // 任务3:通过Handler传递进度消息
                Message message = new Message();
                message.what = START_PROGRESS;
                mHandlerThread.sendEmptyMessage(START_PROGRESS);
            }
        });
    }
}

4. 小结

本节学习了 Android 消息传递机制,详细介绍了 Handler 的基本原理,以及 Looper、线程、MessageQueue、Message 等概念。Handler 最常见的用途就是在子线程执行耗时操作的时候与主线程通信,通知主线程进行 UI 的刷新。一个完成的线程通信主要有 3 大任务,并用一个完成的示例演示了如何完成这 3 个任务,这一节的内容非常重要,请大家务必掌握!