详解Android的Handler机制原理

荆梦秋 · 发表于 2024-2-25 11:45:57

以下是Android Handler机制的主要组成部分和工作原理：
Handler机制的工作流程：
Handler 的三种使用方法，分别是：
- 1. Handler.sendMessage()方法
  - 1.1 使用步骤说明
- 2. Handler.post()方法
  - 2.1 Java版本的具体代码如下
  - 2.2 Kotlin版本的具体代码如下：
- 3. obtainMessage()方法
  - 3.1 Java版本的具体代码如下：
  - 3.2 Kotlin版本的具体代码如下：
- 4. 总结：
  - 4.1 在子线程中创建Handler

以下是Android Handler机制的主要组成部分和工作原理：

1.Message（消息）：Message是一个包含要传递的数据和指令的对象。它可以携带整数、字符串、Bundle等不同类型的数据。当需要在不同线程之间传递数据或执行任务时，通常会创建一个Message并将其发送给Handler。
2.Handler（处理程序）：Handler是用于处理Message的对象。它通常与一个特定的线程（通常是主线程）关联。通过Handler，您可以将Message发送到与其关联的线程的消息队列中，以便在那个线程中执行处理。
3.Looper（消息循环器）：Looper是一个用于管理线程的消息队列的对象。每个线程都可以有一个Looper，它会在线程上创建一个消息队列，允许该线程接收并处理Message。主线程通常已经具有一个默认的Looper，而后台线程需要显式创建一个Looper。
4.MessageQueue（消息队列）：MessageQueue是一个FIFO（先进先出）队列，用于存储待处理的Message。每个Looper都有一个关联的MessageQueue，Handler将Message发送到这个队列中，然后由Looper依次处理队列中的Message。

Handler机制的工作流程：

1.在主线程（或其他线程）上创建一个Handler对象，这个Handler会关联到当前线程的Looper。
2.在后台线程中，创建一个Message对象，可以将一些数据和处理指令放入这个Message。
3.使用Handler的sendMessage方法将Message发送到与Handler关联的Looper的MessageQueue中。
4.Looper在后台线程中不断轮询MessageQueue，当有新的Message到达时，将Message取出并交给Handler处理。
5.Handler收到Message后，可以根据Message中的指令执行相应的操作，通常是在主线程中更新UI。
6.如果需要定时任务或循环执行，可以使用Handler的postDelayed方法。

Handler 的三种使用方法，分别是：

Handler.sendMessage(Message)
Handler.post(Runnable)
Handler.obtainMessage(what).sendToTarget();

1. Handler.sendMessage()方法

Handler.sendMessage(Msg) 方法是最为常见的一种方法。

1.1 使用步骤说明

其使用步骤分四步，如下所示：
1、步骤一：新建 Handler 对象，覆写 handleMessage(Message) 方法。
2、步骤二：新建 Message 对象，设置其携带的数据。
3、步骤三：在子线程中通过 Handler.sendMessage(Message) 方法发送信息。
4、步骤四：在 Handler 的 handleMessage(Message msg) 方法中处理消息，通知主线程作出相对应的 UI 工作。
步骤一：新建 Handler 对象，覆写 handleMessage(Message) 方法

//创建 Handler对象，并关联主线程消息队列
mHandler = new Handler(Looper.getMainLooper()) {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
···略···
}
}
};

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步骤二：新建 Message 对象，设置其携带的数据

Bundle bundle = new Bundle();
bundle.putInt(CURRENT_PROCESS_KEY, i);
Message msg = new Message();
msg.setData(bundle);
msg.what = 2;

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步骤三：在子线程中通过 Handler.sendMessage(Message) 方法发送信息

mHandler.sendMessage(msg)

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步骤四：在 Handler 的 handleMessage(Message msg) 方法中处理消息，通知主线程作出相对应的 UI 工作

mHandler = new Handler(Looper.getMainLooper()) {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
//根据信息编码及数据做出相对应的处理
switch (msg.what) {
case 1:
//更新 TextView UI
mDisplayTv.setText("CustomChildThread starting!");
break;
case 2:
//获取 ProgressBar 的进度，然后显示进度值
Bundle bundle = msg.getData();
int process = bundle.getInt(CURRENT_PROCESS_KEY);
mProgressBar.setProgress(process);
break;
default:
break;
}
}
};

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1.2.1Java版本的具体代码如下所示:

public class HandlerAddThreadActivity extends AppCompatActivity {
public static final String CURRENT_PROCESS_KEY = "CURRENT_PROCESS";
private TextView mDisplayTv;
private Handler mHandler;
private ProgressBar mProgressBar;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_handler_add_thread);
TextView titleTv = findViewById(R.id.title_tv);
titleTv.setText("Handler + Thread");
mDisplayTv = findViewById(R.id.display_tv);
mProgressBar = findViewById(R.id.test_handler_progress_bar);
//mHandler用于处理主线程消息队列中的子线程消息
mHandler = new Handler(Looper.getMainLooper()) {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
switch (msg.what) {
case 1:
//更新 TextView UI
mDisplayTv.setText("CustomChildThread starting!");
break;
case 2:
//获取 ProgressBar 的进度，然后显示进度值
Bundle bundle = msg.getData();
int process = bundle.getInt(CURRENT_PROCESS_KEY);
mProgressBar.setProgress(process);
break;
default:
break;
}
}
};
Button mClickBtn = findViewById(R.id.click_btn);
mClickBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View view) {
//开启子线程，子线程处理UI工作
CustomChildThread customThread = new CustomChildThread();
customThread.start();
}
});
}
/**
* 子线程，用于处理耗时工作
*/
public class CustomChildThread extends Thread {
@Override
public void run() {
//在子线程中创建一个消息对象
Message childThreadMessage = new Message();
childThreadMessage.what = 1;
//将该消息放入主线程的消息队列中
mHandler.sendMessage(childThreadMessage);
//模拟耗时进度，将进度值传给主线程用于更新 ProgressBar 进度。
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
try {
//让当前执行的线程（即 CustomChildThread）睡眠 1s
Thread.sleep(1000);
//Message 传递参数
Bundle bundle = new Bundle();
bundle.putInt(CURRENT_PROCESS_KEY, i);
Message progressBarProcessMsg = new Message();
progressBarProcessMsg.setData(bundle);
progressBarProcessMsg.what = 2;
mHandler.sendMessage(progressBarProcessMsg);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}

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1.2.2Kotlin版本的代码如下所示：

class TestThreadAddHandlerActivity : AppCompatActivity() {
companion object {
const val PROGRESS_VALUE_KEY = "PROGRESS_VALUE"
}
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContentView(R.layout.activity_thread_add_handler)
handlerAddThreadStartBtn.setOnClickListener(View.OnClickListener {
//工作线程开始模拟下载任务
val workThread: WorkThread = WorkThread(this)
workThread.start()
})
}
class WorkThread(activity: TestThreadAddHandlerActivity) : Thread() {
private var handler: MyHandler = MyHandler(activity)
override fun run() {
super.run()
for (i in 0..6) {
sleep(1000)
//通过 Handler 将进度参数传递给主线程，让其更新 progressBar 进度
val message = Message()
message.what = 1
val bundle = Bundle()
bundle.putInt(PROGRESS_VALUE_KEY, i)
message.data = bundle
handler.sendMessage(message)
}
}
}
/**
* 静态内部类，防止内存泄漏
*/
class MyHandler(activity: TestThreadAddHandlerActivity) : Handler() {
private var weakReference = WeakReference(activity)
override fun handleMessage(msg: Message) {
super.handleMessage(msg)
//处理消息
when (msg.what) {
1 -> {
val activity = weakReference.get()
if (activity != null && !activity.isFinishing) {
//获取消息中携带的任务处理进度参数，然后设置成 ProgressBar 的进度。
val progressValue: Int = msg.data.get(PROGRESS_VALUE_KEY) as Int
activity.handlerAddThreadProgressBar.progress = progressValue
}
}
}
}
}
}

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2. Handler.post()方法

除了使用 Handler.sendMessage(Message) 来发送信息，Handler 还支持 post(Runnable) 方法来传递消息，通知主线程做出相对应的 UI 工作。使用方法如下：

/**
* 将可运行的 Runnable 添加到消息队列。Runnable 将在该 Handler 相关的线程上运行处理。
* The runnable will be run on the thread to which this handler is attached.
*/
new Handler().post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//更新处理 UI 工作
}
});

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2.1 Java版本的具体代码如下

public class HandlerPostFunctionActivity extends AppCompatActivity {
private Handler mMainHandler;
private ProgressBar mProgressBar;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_handler_add_thread);
TextView titleTv = findViewById(R.id.title_tv);
titleTv.setText("Handler post() function");
mProgressBar = findViewById(R.id.test_handler_progress_bar);
//新建静态内部类 Handler 对象
mMainHandler = new Handler(getMainLooper());
Button mClickBtn = findViewById(R.id.click_btn);
mClickBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View view) {
//开启子线程，子线程处理UI工作
CustomChildThread customThread = new CustomChildThread();
customThread.start();
}
});
}
/**
* 子线程，用于处理耗时工作
*/
public class CustomChildThread extends Thread {
@Override
public void run() {
//模拟耗时进度，将进度值传给主线程用于更新 ProgressBar 进度。
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
try {
//让当前执行的线程（即 CustomChildThread）睡眠 1s
Thread.sleep(1000);
//新创建一个 Runnable 用户处理 UI 工作
MyRunnable runnable = new MyRunnable(HandlerPostFunctionActivity.this, i);
//调用Handler post 方法。
mMainHandler.post(runnable);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
/**
* 将 Runnable 写成静态内部类，防止内存泄露
*/
public static class MyRunnable implements Runnable {
private int progressBarValue;
private WeakReference<HandlerPostFunctionActivity> weakReference;
MyRunnable(HandlerPostFunctionActivity activity, int value) {
this.weakReference = new WeakReference<>(activity);
this.progressBarValue = value;
}
@Override
public void run() {
HandlerPostFunctionActivity activity = weakReference.get();
if (activity != null && !activity.isFinishing()) {
activity.mProgressBar.setProgress(progressBarValue);
}
}
}
}

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2.2 Kotlin版本的具体代码如下：

class TestHandlerPostRunnableActivity : AppCompatActivity() {
private var mMainHandler: Handler? = null
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContentView(R.layout.activity_thread_add_handler)
handlerAddThreadStartBtn.setOnClickListener(View.OnClickListener {
//工作线程开始模拟下载任务
val workThread: WorkThread = WorkThread(this)
workThread.start()
})
//创建 Handler，关联App的主Looper 对象
mMainHandler = Handler(Looper.getMainLooper())
}
class WorkThread(private var activity: TestHandlerPostRunnableActivity) : Thread() {
private var handler: Handler? = activity.mMainHandler
override fun run() {
super.run()
for (i in 0..6) {
sleep(1000)
//新建 Runnable 设置进度参数传，然后通过 post(Runnable) 方法，让其更新 progressBar 进度
val runnable: MyRunnable = MyRunnable(activity, i)
handler?.post(runnable)
}
}
}
/**
* 处理 UI 工作。
* 静态内部类，防止内存泄露
*/
class MyRunnable(activity: TestHandlerPostRunnableActivity, value: Int) : Runnable {
private var weakReference = WeakReference(activity)
private var progressValue = value
override fun run() {
val activity = weakReference.get()
if (activity != null && !activity.isFinishing) {
//获取任务执行进度参数，更新 progressBar 进度
activity.handlerAddThreadProgressBar.progress = progressValue
}
}
}
}

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3. obtainMessage()方法

obtainMessage() 方法与 sendMessage() 方法很相似，通过 mHandler.obtainMessage().sendToTarget() 发送信息。该方法与 sendMessage() 的区别就是你不用额外去创建一个 Message 对象。
obtainMessage() 方法有三种，分别是：

//指定 what 用于区分，通过 Message.what 获得
public final Message obtainMessage(int what);
//传递obj参数，通过 Message.obj 获得
public final Message obtainMessage(int what, @Nullable Object obj)
//传递arg1 arg2参数，通过 Message.arg1 Message.arg2 获得
public final Message obtainMessage(int what, int arg1, int arg2)

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3.1 Java版本的具体代码如下：

public class HandlerObtainMessageActivity extends AppCompatActivity {
private TextView mDisplayTv;
private Handler mHandler;
private ProgressBar mProgressBar;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_handler_add_thread);
TextView titleTv = findViewById(R.id.title_tv);
titleTv.setText("Handler + Thread");
mDisplayTv = findViewById(R.id.display_tv);
mProgressBar = findViewById(R.id.test_handler_progress_bar);
//mHandler用于处理主线程消息队列中的子线程消息
mHandler = new Handler(Looper.getMainLooper()) {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
switch (msg.what) {
case 1:
//更新 TextView UI
mDisplayTv.setText("Handler obtainMessage() Test!!");
break;
case 2:
//通过 msg.obj 获取 ProgressBar 的进度，然后显示进度值
int process = (int) msg.obj;
mProgressBar.setProgress(process);
break;
default:
break;
}
}
};
Button mClickBtn = findViewById(R.id.click_btn);
mClickBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View view) {
//开启子线程，子线程处理UI工作
CustomChildThread customThread = new CustomChildThread();
customThread.start();
}
});
}
/**
* 子线程，用于处理耗时工作
*/
public class CustomChildThread extends Thread {
@Override
public void run() {
//发送第一条消息，代表开始执行异步任务
mHandler.obtainMessage(1).sendToTarget();
//模拟耗时进度，将进度值传给主线程用于更新 ProgressBar 进度。
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
try {
//让当前执行的线程（即 CustomChildThread）睡眠 1s
Thread.sleep(1000);
//将执行进度参数 i 传递给主线程 progressBar
mHandler.obtainMessage(2, i).sendToTarget();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}

复制代码

3.2 Kotlin版本的具体代码如下：

class TestHandlerObtainMessageActivity : AppCompatActivity() {
companion object {
const val PROGRESS_VALUE_KEY = "PROGRESS_VALUE"
}
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContentView(R.layout.activity_thread_add_handler)
handlerAddThreadStartBtn.setOnClickListener(View.OnClickListener {
//工作线程开始模拟下载任务
val workThread: WorkThread = WorkThread(this)
workThread.start()
})
}
class WorkThread(activity: TestHandlerObtainMessageActivity) : Thread() {
private var handler: MyHandler = MyHandler(activity)
override fun run() {
super.run()
for (i in 0..6) {
sleep(1000)
//通过 Handler 将进度参数传递给主线程，让其更新 progressBar 进度
val bundle = Bundle()
bundle.putInt(PROGRESS_VALUE_KEY, i)
handler.obtainMessage(1, bundle).sendToTarget()
}
}
}
/**
* 静态内部类，防止内存泄漏
*/
class MyHandler(activity: TestHandlerObtainMessageActivity) : Handler() {
private var weakReference = WeakReference(activity)
override fun handleMessage(msg: Message) {
super.handleMessage(msg)
when (msg.what) {
1 -> {
val activity = weakReference.get()
if (activity != null && !activity.isFinishing) {
//获取任务执行进度参数，然后通过 ProgressBar 显示出来
val bundle: Bundle = msg.obj as Bundle
val progressValue: Int = bundle.get(PROGRESS_VALUE_KEY) as Int
activity.handlerAddThreadProgressBar.progress = progressValue
}
}
}
}
}
}

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4. 总结：

在实际开发中，三种方法的使用都可行，具体用哪种方法，需结合你的实际情况及个人喜好。另外，在实际使用中往往将 Handler 写成静态内部类，这时需要注意防止内存泄露！（The handler class should be static or leaks might occur），具体代码见上方！

4.1 在子线程中创建Handler

思考： 在上面代码中，我们都是在主线程中创建了 Handler 对象，那如果在子线程中创建一个 Handler 对象呢？会发生什么呢？
如下所示：我们在 CustomChildThread 线程中，新建一个 Handler 对象。

public class CustomChildThread extends Thread {
@Override
public void run() {
Handler handler = new Handler(Activity.this);
//会报错：java.lang.RuntimeException: Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()
}
}

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结果： 抛出异常: java.lang.RuntimeException: Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()。
原因： 因为在创建 Handler对象时要关联所处线程的 Looper对象，而我们的子线程没有 Looper，所以会抛出上述异常。
解决方法： 通过调用，Looper.prepare() 方法为子线程创建一个 Looper 对象，并且调用 Looper.loop() 方法开始消息循环。如下所示：

class CustomChildThread extends Thread {
@Override
public void run() {
//为当前线程创建一个 Looper 对象
Looper.prepare();
//在子线程中创建一个 Handler 对象
Handler handler = new Handler() {
public void handleMessage(Message msg) {
// 在这里处理传入的消息
}
};
//开始消息循环
Looper.loop();
}
}

复制代码

以上就是详解Android的Handler机制原理的详细内容，更多关于Android Handler机制的资料请关注晓枫资讯其它相关文章！

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逑丝祺 · 发表于 2025-3-16 04:47:50

顶顶更健康！！！

公西芮安 · 发表于 2025-4-3 20:11:16

感谢楼主，顶。

相玉是缘 · 发表于 3 天前

感谢楼主分享。

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