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Android多线程之HandlerThread源码解析

一、概述
先来了解一下 HandlerThread 的几个特性

HandlerThread 继续于 Thread, 本身就是一个线程类
HandlerThread 在内部维护了自己的 Looper 对象,所以可以进行 Looper 循环
创建 HandlerThread 后需要先调用 HandlerThread.start() 方法再向其下发任务,通过 run() 方法来创建 Looper 对象
通过传递 HandlerThread 的 Looper 对象给 Handler 对象,从而可以通过 Handler 来向 HandlerThread 下发号是任务

二、使用方式
再来看 HandlerThread 的使用方式
创建 HandlerThread 并调用 start() 方法,使其在子线程内创建 Looper 对象
HandlerThread handlerThread = new HandlerThread(“HandlerThread”);
handlerThread.start();

然后以 HandlerThread 内部的 Looper 对象为参数创建一个 Handler, 通过 Handler 向子线程发送 Message, 以此下发耗时任务,消息的接受者与任务的处理者则由回调函数 ChildCallback 来完成
Handler childThreadHandler = new Handler(handlerThread.getLooper(), new ChildCallback());

//Callback 运行于子线程
private class ChildCallback implements Handler.Callback {
@Override
public boolean handleMessage(Message msg) {
// 在此可以进行耗时操作
// 如果需要更新 UI,则需要通过主线程的 Handler 来完成
return false;
}
}

完整的实列代码如下所示
public class MainActivity extends AppCompatActivity {

private static final String TAG = “MainActivity”;

//Callback 运行于子线程
private class ChildCallback implements Handler.Callback {
@Override
public boolean handleMessage(Message msg) {
// 在此可以进行耗时操作
// 如果需要更新 UI,则需要通过主线程的 Handler 来完成
Log.e(TAG, “ChildCallback 当前线程名:” + Thread.currentThread().getName() + ” ” + “ 当前线程 ID:” + Thread.currentThread().getId());
Log.e(TAG, “ 耗时任务开始 ”);
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
Log.e(TAG, “ 耗时任务结束 ”);
// 通知界面更新 UI
uiHandler.sendEmptyMessage(1);
return false;
}
}

// 运行于主线程的 Handler,用于更新 UI
@SuppressLint(“HandlerLeak”)
private Handler uiHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
Log.e(TAG, “uiHandler 当前线程名:” + Thread.currentThread().getName() + ” ” + “ 当前线程 ID:” + Thread.currentThread().getId());
Toast.makeText(MainActivity.this, “ 耗时操作完成 ”, Toast.LENGTH_LONG).show();
}
};

// 用于向子线程发布耗时任务的 Handler
private Handler childThreadHandler;

private HandlerThread handlerThread;

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
handlerThread = new HandlerThread(“HandlerThread”);
handlerThread.start();
childThreadHandler = new Handler(handlerThread.getLooper(), new ChildCallback());
Log.e(TAG, “onCreate 当前线程名:” + Thread.currentThread().getName() + ” ” + “ 当前线程 ID:” + Thread.currentThread().getId());
}

public void startTask(View view) {
childThreadHandler.sendEmptyMessage(1);
}

@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
handlerThread.quit();
childThreadHandler.removeCallbacksAndMessages(null);
}

}

程序运行后的日志如下所示,可以看出各个方法在调用时所处的线程
06-22 02:51:41.779 21977-21977/com.summer.myapplication E/MainActivity: onCreate 当前线程名:main 当前线程 ID:2
06-22 02:51:44.927 21977-21995/com.summer.myapplication E/MainActivity: ChildCallback 当前线程名:HandlerThread 当前线程 ID:497
06-22 02:51:44.928 21977-21995/com.summer.myapplication E/MainActivity: 耗时任务开始
06-22 02:51:49.930 21977-21995/com.summer.myapplication E/MainActivity: 耗时任务结束
06-22 02:51:49.930 21977-21977/com.summer.myapplication E/MainActivity: uiHandler 当前线程名:main 当前线程 ID:2

三、源码分析
先看下 HandlerThread 的类声明
Thread 的子类
public class HandlerThread extends Thread
两个构造函数,可以传入的参数分别是线程名和线程优先级
public HandlerThread(String name) {
super(name);
// 使用默认的线程优先级
mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;
}

public HandlerThread(String name, int priority) {
super(name);
// 使用自定义的线程优先级
mPriority = priority;
}

看下 run() 方法
@Override
public void run() {
mTid = Process.myTid();
// 触发当前线程创建 Looper 对象
Looper.prepare();
synchronized (this) {
// 获取 Looper 对象
mLooper = Looper.myLooper();
// 唤醒在等待的线程
// 唤醒 getLooer() 中可能还处于等待状态的线程
notifyAll();
}
// 设置线程优先级
Process.setThreadPriority(mPriority);
onLooperPrepared();
// 开启消息循环
Looper.loop();
mTid = -1;
}

Looper.prepare() 方法用于为当前线程创建一个 Looper 对象,在主线程需要依赖此 Looper 对象来构建一个 Handler 对象,通过 Handler 对象来向子线程下发耗时任务
之后可以看到有一个同步代码块,在当中调用了 notifyAll() 来唤醒等待线程,那该唤醒的又是那个线程呢?这里需要明确各个方法是运行于那个线程,run() 方法肯定是运行在子线程中,但用于想 HandlerThread 下发任务的 Handler 是初始化于主线程,因此 getlooper() 方法也是运行于主线程的。由于是两个不同的线程,run() 方法和 getLooper() 的运行先后顺序是不明确的,因此 getLooper() 方法需要确保 Looper 对象不为 null 时才返回,否则将一直阻塞等待 Looper 对象初始化完成
// 获取与当前线程关联的 Looper 对象
// 因为 getLooper() 方法可能先于 run() 被调用,此时就需要先等待 Looper 对象被创建
public Looper getLooper() {
// 如果当前线程未在运行,则返回 null
if (!isAlive()) {
return null;
}
synchronized (this) {
// 如果当前线程已处理运行状态(已调用 start() 方法)且 Looper 对象还未创建
// 则调用 wait() 方法释放锁,等待 Looper 对象创建
while (isAlive() && mLooper == null) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
return mLooper;
}

Looper 对象初始化完成后,就需要调用 Looper.loop() 来开启消息循环,至此 HandlerThread 的初始化操作就完成了
HandlerThread 的完整源码注释
package android.os;

import android.annotation.NonNull;
import android.annotation.Nullable;

/**
* Handy class for starting a new thread that has a looper. The looper can then be
* used to create handler classes. Note that start() must still be called.
*/
public class HandlerThread extends Thread {

// 线程优先级
int mPriority;

// 线程 ID
int mTid = -1;

// 当前线程持有的 Looper 对象
Looper mLooper;

// 包含当前 Looper 对象的 Handler
private @Nullable Handler mHandler;

public HandlerThread(String name) {
super(name);
// 使用默认的线程优先级
mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;
}

public HandlerThread(String name, int priority) {
super(name);
// 使用自定义的线程优先级
mPriority = priority;
}

// 在 Looper 循环启动前调用
// 此处是空实现,留待子类重写
protected void onLooperPrepared() {
}

@Override
public void run() {
mTid = Process.myTid();
// 触发当前线程创建 Looper 对象
Looper.prepare();
synchronized (this) {
// 获取 Looper 对象
mLooper = Looper.myLooper();
// 唤醒在等待的线程
// 唤醒 getLooer() 中可能还处于等待状态的线程
notifyAll();
}
// 设置线程优先级
Process.setThreadPriority(mPriority);
onLooperPrepared();
// 开启消息循环
Looper.loop();
mTid = -1;
}

// 获取与当前线程关联的 Looper 对象
// 因为 getLooper() 方法可能先于 run() 被调用,此时就需要先等待 Looper 对象被创建
public Looper getLooper() {
// 如果当前线程未在运行,则返回 null
if (!isAlive()) {
return null;
}
synchronized (this) {
// 如果当前线程已处理运行状态(已调用 start() 方法)且 Looper 对象还未创建
// 则调用 wait() 方法释放锁,等待 Looper 对象创建
while (isAlive() && mLooper == null) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
return mLooper;
}

/**
* @return a shared {@link Handler} associated with this thread
* @hide
*/
@NonNull
public Handler getThreadHandler() {
if (mHandler == null) {
mHandler = new Handler(getLooper());
}
return mHandler;
}

// 清空消息队列中所有的消息
public boolean quit() {
Looper looper = getLooper();
if (looper != null) {
looper.quit();
return true;
}
return false;
}

// 清空消息队列中所有非延时消息
public boolean quitSafely() {
Looper looper = getLooper();
if (looper != null) {
looper.quitSafely();
return true;
}
return false;
}

/**
* Returns the identifier of this thread. See Process.myTid().
*/
public int getThreadId() {
return mTid;
}

}

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