Android Handler机制(三) Looper源码分析

太过爱你忘了你带给我的痛 2024-03-26 16:23 66阅读 0赞

## 一. 简介 ##

我们接上一篇文章:[Android Handler机制(二) Handler 实现原理][Android Handler_ Handler] 继续分析Looper

Looper 的职责很单一，就是单纯的从 MessageQueue 中取出消息分发给消息对应 的宿主 Handler，因此它的代码不多(400行左右) . Looper 是线程独立的且每个线程只能存在一个 Looper。 Looper 会根据自己的存活情况来创建和退出属于它自己的 MessageQueue。

## 二. 创建和退出Looper ##

#### 2.1 创建Looper ####

上面的结论中提到了 Looper 是线程独立的且每个线程只能存在一个 Looper。所以构造 Looper 实例的方法类似于单例模式。隐藏构造方法,对外提供了两个指定 的获取实例方法 prepare()和 prepareMainLooper()。

源码解析:

// 应用主线程（UI 线程）Looper 实例 
    private static Looper sMainLooper; 
    
    // Worker 线程 Looper 实例，用 ThreadLocal 保存的对象都是线程独立的 
    static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>(); 
    
    // 与当前 Looper 对应的消息队列 
    final MessageQueue mQueue;
    
    
    // 当前 Looper 所在的线程 
    final Thread mThread;
    
    
    //对外公开初始化方法 在普通线程中初始化 Looper 调用此方法
    public static void prepare() {
    // 初始化一个可以退出的 Looper ,注意这里的传递的参数为true 表示可以退出
        prepare(true);
    }
    
    
    //对外公开初始化方法, 在应用主线程（UI 线程）中初始化 Looper 调用此方法
     public static void prepareMainLooper() {
            //因为是主线程，初始化一个不允许退出的 Looper
            prepare(false);
            synchronized (Looper.class) {
    // 如果 sMainLooper 不等于空说明已经创建过主线程 Looper 了，不 应该重复创建
                if (sMainLooper != null) {
                    throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
                }
                sMainLooper = myLooper();
            }
        }
     
    
    //内部私有初始化方法  @param quitAllowed 是否允许退出 Looper
    private static void prepare(boolean quitAllowed) {
    // 每个线程只能有一个 Looper
            if (sThreadLocal.get() != null) {
                throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
            }
        // 保存实例 保证每个Looper对线程一一对应.
            sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
        }
    
    //私有构造方法  @param quitAllowed 是否允许退出 Looper
    private Looper(boolean quitAllowed) {
    // 初始化 MessageQueue
            mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
    // 得到当前线程实例
            mThread = Thread.currentThread();
        }

从源码分析可以知道:

真正创建 Looper 实例的构造方法中其实很简单，就是创建了对应的 MessageQueue 实例，然后得到当前线程，值得注意的是 MessageQueue 和线程 实例都是被 final 关键字修饰的，只能被赋值一次。

对外公开初始化方法 prepareMainLooper()是为应用主线程（UI 线程）准备的， 应用刚被创建就会调用该方法，所以我们不该再去调用它。

开发者可以通过调用对外公开初始化方法 prepare()对自己的 worker 线程创建 Looper，但是要注意只能初始化一次。

调用 Looper.prepare()方法初始化完成后，可以调用 myLooper()和 myQueue() 方法得到当前线程对应的实例:

/**
         * Returns the application's main looper, which lives in the main thread of the application.
          获取UI线程的Looper
         */
        public static Looper getMainLooper() {
            synchronized (Looper.class) {
                return sMainLooper;
            }
        }
    
    
    
        /**
         * Gets this looper's message queue.
           获取Looper一一对应的 MessageQueue
         *
         * @return The looper's message queue.
         */
        public @NonNull MessageQueue getQueue() {
            return mQueue;
        }
    
    
        /**
         * Gets the Thread associated with this Looper.
           获取Looper依附于的线程
         *
         * @return The looper's thread.
         */
        public @NonNull Thread getThread() {
            return mThread;
        }

#### 2.2 退出Looper ####

退出 Looper 有安全与不安全两种退出方法，其实对应的就是 MessageQueue 的 安全与不安全方法：

public void quit() {
            mQueue.quit(false);
        }
    
    
    public void quitSafely() {
            mQueue.quit(true);
        }

两个方法的区别

void quit(boolean safe) {
            if (!mQuitAllowed) {
                throw new IllegalStateException("Main thread not allowed to quit.");
            }
    
            synchronized (this) {
                if (mQuitting) {
                    return;
                }
                mQuitting = true;
    
                if (safe) {
                    //安全退出
                    removeAllFutureMessagesLocked();
                } else {
                    //直接退出
                    removeAllMessagesLocked();
                }
    
                // We can assume mPtr != 0 because mQuitting was previously false.
                nativeWake(mPtr);
            }
        }
    
    //从队列头中取消息，有一个算 一个，全部拿出来回收掉
        private void removeAllMessagesLocked() {
            Message p = mMessages;
            while (p != null) {
                Message n = p.next;
                p.recycleUnchecked();
                p = n;
            }
            mMessages = null;
        }
    
    
    
    private void removeAllFutureMessagesLocked() {
            //System.currentTimeMillis() 代表的是从 1970-01-01 00:00:00 到当前时间的毫秒数
            //SystemClock.uptimeMillis()获取当前系统时间:从系统开机到现在的毫秒数(不包括深度休眠的时间)
            //假设当前时间为 8:00:00
            final long now = SystemClock.uptimeMillis();
            Message p = mMessages;
            if (p != null) {
                // 判断当前消息对象的预处理时间是否晚于当前时间
                if (p.when > now) {
                   // 如果当前消息对象的预处理时间晚于当前时间直接全部暴力清除
                    removeAllMessagesLocked();
                } else {
                    Message n;
    // 如果当前消息对象的预处理时间并不晚于当前时间 
    // 说明有可能这个消息正在被分发处理 
    // 那么就跳过这个消息往后找晚于当前时间的消息
                    for (;;) {
                        n = p.next;
                        //消息链表最后一个为null,说明没有消息了,就直接return掉
                        if (n == null) {
                            return;
                        }
             // 如果找到了晚于当前时间的消息结束循环
             // 消息队列已经是通过时间先后排列好的, 当你找到了第一个 8:00:05的消息, 那么链表后面的肯定都是大于8:00:05的消息,所以这里就可以直接break退出循环了.
                        if (n.when > now) {
                            break;
                        }
                        p = n;
                    }
                    p.next = null;
                    do {
                 // n 就是那个晚于当前时间的消息 
                 // 从 n 开始之后的消息全部回收
                        p = n;
                        n = p.next;
                        p.recycleUnchecked();
                    } while (n != null);
                }
            }
        }

removeAllMessagesLocked()，简单暴力直接清除掉队列中所有的消息。

removeAllFutureMessagesLocked()，清除掉可能还没有被处理的消息(**就是说正在处理的消息不处理, 剩下的全部清除回收**)

这么看来这个方法名字起的还挺合理的，很好的解释了是要删除还没有被处理的消息。

## 三. 运行 Looper 处理消息 ##

调用 Looper.prepare()方法初始化完成 Looper 后就可以让 Looper 去工作了，只需要调用 Looper.loop()方法即可。

/**
         * Run the message queue in this thread. Be sure to call
         * {@link #quit()} to end the loop.
         */
        public static void loop() {
    // 得到当前线程下的 Looper
            final Looper me = myLooper();
    
    // 如果还没初始化过抛异常  Looper.prepare() 还没有被调用
            if (me == null) {
                throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
            }
    
    // 得到当前线程下与 Looper 对应的消息队列
            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();
    
            // Allow overriding a threshold with a system prop. e.g.
            // adb shell 'setprop log.looper.1000.main.slow 1 && stop && start'
            final int thresholdOverride =
                    SystemProperties.getInt("log.looper."
                            + Process.myUid() + "."
                            + Thread.currentThread().getName()
                            + ".slow", 0);
    
            boolean slowDeliveryDetected = false;
    
    // 进入死循环不断取出消息
            for (;;) {
    // 从队列中取出一个消息，这可能会阻塞线程
                Message msg = queue.next(); // might block
    
    // 如果消息是空的，说明队列已经退出了，直接结束循环，结束方法
                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
                final Printer logging = me.mLogging;
                if (logging != null) {
                    logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
                            msg.callback + ": " + msg.what);
                }
                // Make sure the observer won't change while processing a transaction.
                final Observer observer = sObserver;
    
                final long traceTag = me.mTraceTag;
                long slowDispatchThresholdMs = me.mSlowDispatchThresholdMs;
                long slowDeliveryThresholdMs = me.mSlowDeliveryThresholdMs;
                if (thresholdOverride > 0) {
                    slowDispatchThresholdMs = thresholdOverride;
                    slowDeliveryThresholdMs = thresholdOverride;
                }
                final boolean logSlowDelivery = (slowDeliveryThresholdMs > 0) && (msg.when > 0);
                final boolean logSlowDispatch = (slowDispatchThresholdMs > 0);
    
                final boolean needStartTime = logSlowDelivery || logSlowDispatch;
                final boolean needEndTime = logSlowDispatch;
    
                if (traceTag != 0 && Trace.isTagEnabled(traceTag)) {
                    Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg));
                }
    
                final long dispatchStart = needStartTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
                final long dispatchEnd;
                Object token = null;
                if (observer != null) {
                    token = observer.messageDispatchStarting();
                }
                long origWorkSource = ThreadLocalWorkSource.setUid(msg.workSourceUid);
                try {
    //尝试将消息分发给宿主（Handler） 
    //dispatchMessage 为宿主 Handler 的接收消息方法
                    msg.target.dispatchMessage(msg);
                    if (observer != null) {
                        observer.messageDispatched(token, msg);
                    }
                    dispatchEnd = needEndTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
                } catch (Exception exception) {
                    if (observer != null) {
                        observer.dispatchingThrewException(token, msg, exception);
                    }
                    throw exception;
                } finally {
                    ThreadLocalWorkSource.restore(origWorkSource);
                    if (traceTag != 0) {
                        Trace.traceEnd(traceTag);
                    }
                }
                if (logSlowDelivery) {
                    if (slowDeliveryDetected) {
                        if ((dispatchStart - msg.when) <= 10) {
                            Slog.w(TAG, "Drained");
                            slowDeliveryDetected = false;
                        }
                    } else {
                        if (showSlowLog(slowDeliveryThresholdMs, msg.when, dispatchStart, "delivery",
                                msg)) {
                            // Once we write a slow delivery log, suppress until the queue drains.
                            slowDeliveryDetected = true;
                        }
                    }
                }
                if (logSlowDispatch) {
                    showSlowLog(slowDispatchThresholdMs, dispatchStart, dispatchEnd, "dispatch", 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);
                }
    //消息分发完毕，回收消息到缓存池
                msg.recycleUnchecked();
            }
        }

## 四. Looper必须掌握的知识点 ##

1. Question: 一个线程有几个Looper?

Answer: 一个

![94806aa37b8c4a96aec9f5b615dd433e.png][]

2. Question :子线程中创建Handler 需要做什么?

Answer: 三部曲

1. Looper.prepare  
            |
            | 
         //这里是工作区
            |
            |
      2.  Looper.loop     
    
    
      3.  Looper.quit

3. Question: 子线程工作完后,需要退出(Looper.quit) ,那么UI线程需要退出嘛?

Answer: 不需要, 主线程不让退出

![02fe8856ec9242ec950a5c814499148b.png][]

## 五. 总结 ##

**Looper 的功能很简单，核心方法 Looper.loop()就是不断的从消息队列中取出消 息分发给对应的宿主 Handler，它与对应 MessageQueue 息息相关，一起创建， 一起退出。**

**Looper 更想强调的是线程的独立性与唯一性，利用 ThreadLocal 保证每个线程只 有一个 Looper 实例的存在。利用静态构造实例方法保证不能重复创建 Looper。**

**Looper.prepareMainLooper()是比较特殊的方法，它是给 UI 线程准备，理论上 开发者在任何情况下都不应该调用它。**

## 六. 致谢 ##

感谢享学的老师,让人理解了这些晦涩难懂的源码, 也加入了自己的一些理解. 供大家参考,谢谢

[Android Handler_ Handler]: https://blog.csdn.net/u012514113/article/details/129284646
[94806aa37b8c4a96aec9f5b615dd433e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/26/7ce81bd603dc41c5be0bd33cfd5c9829.png
[02fe8856ec9242ec950a5c814499148b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/26/79fe0cf6cb664408a0db41bb9cea220f.png