Android 异步任务知识梳理(2) - HandlerThread 源码解析

一、概述

刚开始接触HandlerThread是在看AsyncQueryHandler源码的时候,第一次眼看到HandlerThread这个名字,就在想这到底是个Handler还是个Thread,后来看了源码才发现它其实就是一个Thread,只不过可以通过它的getLooper返回的Looper作为Handler构造函数的参数,那么这个新建Handler所有message的执行都是在这个对应的Thread当中的,关于在项目当中如何用好HandlerThreadAsyncQueryHandler无疑是一个最好的例子。

二、源码

HandlerThread的代码很少,我们一点点看:

int mPriority; //线程的优先级
int mTid = -1; //线程对应的pid,结束时为-1。
Looper mLooper; //对应的looper

再看一下run方法:

<!-- HandlerThread.java -->
@Override
public  void run() {    
    mTid = Process.myTid();    
    Looper.prepare();    
    synchronized (this) {        
        mLooper = Looper.myLooper();         
        notifyAll();    
    }     
    Process.setThreadPriority(mPriority);     
    onLooperPrepared();    
    Looper.loop();    
    mTid = -1;
}

第一步先调用了Looper.prepare()方法来初始该线程的Looper,它其实是新建了一个Looper(这个 Looper是可以退出循环的),保存到sThreadLocal变量当中,这个变量是static final ThreadLocal<Looper>类型的,也就是每个Thread有一份不同的实例,并且在每个线程中也只允许初始化一次:

<!-- Looper.java -->

private Looper(boolean quitAllowed) {    
    mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);    
    mThread = Thread.currentThread();
}

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));
}

之后拿出这个新建的Looper保存起来,同时设置线程的优先级,接着调用Looper.loop()方法,在这之前会回调给onLooperPrepared,因为如果Looper.loop()开始执行后,那么就是一个无限循环,用户没法进行初始化操作了:

<!-- Looper.java -->
public static void loop() {
     final Looper me = myLooper();
     if (me == null) {
         //exception;
     }
     final MessageQueue queue = me.mQueue;
     Binder.clearCallingIdentity();
     final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
     for (;;) {
        //这里面会调用 nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis) 等待有新的消息出现,否则就一直阻塞在这里;
        Message msg = queue.next();
        //如果新的消息为null,那么就退出这个循环。
        if (message == null) {
            return;
        }
        //分发有效的消息。
        msg.target.dispatchMessage(msg);
        msg.recycleUnchecked();
     }
}

<!-- MessageQueue.java -->
Message next() {
   final long ptr = mPtr;
   if (ptr == null) {
      return null;
   }
   for (;;) {
       //会休眠在这里,直到通过mPtr被唤醒。 
       nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
       //被唤醒后,从队列中去除消息进行处理。
   }
}

接下来看一下getLooper()方法,如果此时mLooper还没有被初始化,那么它会一直休眠在这里:

<!-- HandlerThread.java -->
public Looper getLooper() {
    //如果线程没有存活,那么退出。    
    if (!isAlive()) {        
        return null;    
    }          
    synchronized (this) {
        //如果线程存活,但是没有开始运行,那么等待。        
        while (isAlive() && mLooper == null) {             
            try {                
                wait();            
            } catch (InterruptedException e) {}         
        }    
     }    
     return mLooper;
}

这下来看一下退出的两个方法,它们的区别就是safe方法会保证当前队列当中的Message都被执行完毕,但那些delay的消息不会被递送。

<!-- HandlerThread.java -->
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;
}

quit其实是调用了和Looper关联的MessageQueue对应的quit(boolean safe)方法:

<!-- Looper.java -->
public void quit() {    
    mQueue.quit(false);
}

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

<!-- MessageQueue.java -->
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();    
        }
        //唤醒循环,使得 loop 知道,mQuitting 的变化    
        nativeWake(mPtr);
    }
}

可以看到这里把mQuitting置为了true,之后通过nativeWake使Message.next()中 原先阻塞的 nativePollOnce继续往下执行并且会返回null,当Looper.loop()中的queue.next()返回null ,那么 Looper.loop()也跟着退出了。
由此可见当我们实例化一个HandlerThread对象,之后又调用了quitXXX方法,那么它就停止了这个循环,相当于这个Looper对象在这个线程中虽然存在,但是无法通过它做任何操作了,即使我们第二次执行它的run方法,调用Looper.prepare()的时候,也会因为sThreadLocal.get() != null而抛出异常。

三、结论

可以看到,HandlerThread就是创建了一个线程,当我们调用它的start()方法时,也就是执行它的run方法,其实就是创建一个与他相关联的Looper,并让这个Looper跑起来,这个Looper中所有消息的处理都是在这个新建的线程当中的,调用者可以通过这个Looper进行后续的操作。

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