一人一貓旅行記之Handler原理

如果在主執行緒（也叫UI執行緒）中執行一些耗時操作，會出現ANR問題。為了避免ANR，需要將耗時操作，如網路請求啊、資料庫操作啊、讀取檔案等等的操作，開啟一個子執行緒來處理。
在耗時操作執行完畢後，直接在子執行緒中更新UI怎麼樣呢？
一般來說，會出現下面這個錯誤：

android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.
        at android.view.ViewRootImpl.checkThread(ViewRootImpl.java:6891)
        at android.view.ViewRootImpl.requestLayout(ViewRootImpl.java:1048)
        at android.view.View.requestLayout(View.java:19781)
        at android.view.View.requestLayout(View.java:19781)
        at android.view.View.requestLayout(View.java:19781)
        at android.view.View.requestLayout(View.java:19781)
        at android.view.View.requestLayout(View.java:19781)
        at android.view.View.requestLayout(View.java:19781)
        at androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout.requestLayout(ConstraintLayout.java:3172)
        at android.view.View.requestLayout(View.java:19781)
        at android.widget.TextView.checkForRelayout(TextView.java:7368)
        at android.widget.TextView.setText(TextView.java:4480)
        at android.widget.TextView.setText(TextView.java:4337)
        at android.widget.TextView.setText(TextView.java:4312)
        at icbc.agree.tmpapppp.MainActivity$2.run(MainActivity.java:37)

從上面的程式碼提示，不難看出UI是隻能在主執行緒中更新的，這也是為什麼主執行緒也被稱為UI執行緒的原因。
但是我們在onCreate中啟動一個子執行緒去更改一個TextView的文字，會驚奇的發現程式竟然可以正常執行，這是怎麼回事呢？
其實是因為，檢查執行緒的工作是ViewRootImpl來完成的，但是在onCreate中啟動子執行緒，可能在ViewRootImpl物件建立之前便已經執行了，TextView的setText方法，不相信的話可以在setText之前sleep一段時間看看哈。

既然不可以在子執行緒更新UI，那麼我們需要一個機制來通知主執行緒進行UI更新，這便是Handler的職責！

Handler是如何實現的呢？
要想搞明白Handler的原理，我們需要認識幾個概念：
Message：Handler傳遞和處理的資料的載體
Message Queue：訊息佇列
Looper：一個不斷從訊息佇列中取出資料的迭代器

Handler的工作流程大致如上圖所示，Handler通過sendMessage等方法，傳送一個Message，將其放到MessageQueue中，Looper不斷的取出佇列中的資料，並進行分發處理。

接下來，從安卓系統原始碼再來看一下Handler的工作原理：
首先，我們看一下主執行緒中的工作

public static void main(String[] args) {
        <-省略部分不相關程式碼->
        Looper.prepareMainLooper();

        <-省略部分不相關程式碼->

        if (false) {
            Looper.myLooper().setMessageLogging(new
                    LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
        }

        // End of event ActivityThreadMain.
        Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
        Looper.loop();

        throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
    }

我們看到Looper.prepareMainLooper();這行程式碼，可以到Looper中看一下它的作用，其實最終是呼叫的prepare方法，而它的作用就是建立一個訊息佇列，程式碼如下：

		mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
        mThread = Thread.currentThread();

在主執行緒中的最後是呼叫的loop(),現在我們看一下對應的程式碼：

public static void loop() {
         final Looper me = myLooper();
        if (me == null) {
            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
        }
        final MessageQueue queue = me.mQueue;
		<-省略程式碼部分->
        for (;;) {
            Message msg = queue.next(); // might block
            if (msg == null) {
                // No message indicates that the message queue is quitting.
                return;
            }

            <-省略程式碼部分->
            try {
                msg.target.dispatchMessage(msg);
            } finally {
                if (traceTag != 0) {
                    Trace.traceEnd(traceTag);
                }
            }

           <-省略程式碼部分->
        }
    }

我們分析下上面這段程式碼，我們獲取到Message Queue，然後開啟一個無限迴圈，通過queue.next()取出來Message，如果訊息為空，說明訊息佇列中沒有訊息了，所以停止迴圈
最後的msg.target.dispatchMessage(msg);應該很熟悉了吧？這個target就是傳送訊息的Handler。
現在我們再去看一下，Handler的部分：
無論是sendMessage還是sendEmptyMessage，最終都是呼叫的sendMessageAtTime，所以我們直接看sendMessageAtTime的原始碼部分。

public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
        MessageQueue queue = mQueue;
        if (queue == null) {
            RuntimeException e = new RuntimeException(
                    this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
            Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
            return false;
        }
        return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
    }

繼續往下看

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
        msg.target = this;
        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
    }

找到target了吧？有興趣的可以繼續往下找找程式碼，其實就是將Message加到訊息佇列中
好的，至此Handler完整的流程便梳理完了！