Handler 消息傳遞機制

在 Android 系統中，App 的邏輯代碼默認都是跑在主線程（即UI線程）當中的，而且所有的 UI 刷新以及輸入處理必須在主線程中執行。這樣一旦任務多了就會阻塞 UI 線程導致畫面卡頓，從而嚴重影響性能，所以正確的做法是將耗時的操作單獨放在子線程中與 UI 線程隔離，等到耗時操作完成之后再把結果傳到 UI 線程進行展示，這就要用到本節學到的消息傳遞工具——Handler。

1. Handler 基本原理

Handler 是連接不同線程的管道，它讓你能夠在不同線程之間自由的傳遞數據，當然我們用的比較多的場景是在子線程中 與主線程通信。因為 Android 系統要求只能在主線程操作 UI，所以常規的做法是將子線程耗時操作的結果傳遞到 UI 線程進行刷新。
Handler 的基本原理如下圖所示：

每一個 Handler 實例與一個線程關聯，每一個線程又會維護一個自己的 MessageQueue，當我們創建一個 Handler 的時候我們需要制定一個 Looper 對象（Looper對象對應一個線程），這樣就將一個 Handler 對象和一個線程綁定到了一起，隨后就可以編寫我們的耗時操作，然后通過 Handler 將消息塞入線程的 MessageQueue中，當對應線程從 MessageQueue 取出該條消息的時候，就會回調 Handler 的 handleMessage方法并拿到消息，這樣就完成了跨線程通信。

2. Handler 相關方法介紹

• void handleMessage(Message msg)：
  在該方法中處理其他線程傳遞過來的消息*（用的非常多，一定要掌握！）*
• sendEmptyMessage(int what)：
  發送一條空消息，what 可以理解為消息 ID
• sendEmptyMessageDelayed(int what,long delayMillis)：
  延時發送空消息，what 為自定義 ID
• sendMessage(Message msg)：
  發送消息，msg 是消息內容
• sendMessageDelayed(Message msg)：
  延時發送，msg是消息內容
• hasMessage(int what)：
  檢查 MessageQueue 中是否包含一條 ID 為 what 的消息。what 是用戶自定義的整形數，可作為消息 ID

3. Handler 使用示例

講了這么多理論知識，我們來通過一個示例來演示一下如何通過 Handler 完成線程通信。一個很常見的場景就是當 App 需要執行一個耗時任務的時候，會把任務放在子線程中執行，但是在主線程通過一個進度條（ProgressBar）來實時更新進度，這樣讓用戶能夠隨時看到任務執行的進展。

3.1 布局文件

布局比較簡單，主要由三個部分：

• 啟動任務
• 進度文本
• 進度條

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">

    <ProgressBar
        android:id="@+id/progressBar"
        style="?android:attr/progressBarStyleHorizontal"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_alignParentStart="true"
        android:layout_alignParentTop="true" />

    <Button
        android:id="@+id/start_progress"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_below="@+id/progressBar"
        android:layout_alignParentStart="true"
        android:layout_marginStart="24dp"
        android:layout_marginTop="62dp"
        android:text="開始任務" />

    <TextView
        android:id="@+id/textView"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_alignTop="@+id/start_progress"
        android:layout_alignBottom="@+id/start_progress"
        android:layout_alignParentEnd="true"
        android:layout_marginEnd="85dp"
        android:gravity="center"
        android:text="當前進度：0%"
        android:textSize="16sp" />

</RelativeLayout>

3.2 MainActivity

主要的邏輯全在 MainActivity 中實現，要完成以下 3 個任務：

• 線程切換： 在子線程中執行耗時操作
• 更新進度： 在主線程更新ProgressBar，并同步更新TextView
• 消息傳遞： 通過Handler將進度從子線程傳遞到主線程

基本完成了上面 3 個任務，整個線程通信就搞定了。代碼如下：

package com.emercy.myapplication;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.ProgressBar;
import android.widget.TextView;

public class MainActivity extends Activity {

    private static final int MAX = 100;
    private static final int START_PROGRESS = 100;
    private static final int UPDATE_COUNT = 200;

    private ProgressBar progressBar;
    private Button startProgress;
    private TextView textView;
    private boolean mHasStart;

    // 任務2：在主線程刷新進度條
    Handler mHandlerThread = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            if (msg.what == START_PROGRESS) {
                if (!mHasStart) {
                    thread.start();
                    mHasStart = true;
                }
            } else if (msg.what == UPDATE_COUNT) {
                textView.setText("當前進度：" + msg.arg1 + "%");
                progressBar.setProgress(msg.arg1);
            }
        }
    };

    // 任務1：在子線程執行耗時操作，通過sleep模擬耗時任務
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i <= 100; i++) {
                try {
                    // 一秒鐘的耗時操作
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                Message message = new Message();
                message.what = UPDATE_COUNT;
                message.arg1 = i;
                mHandlerThread.sendMessage(message);
            }
        }
    });

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        progressBar = findViewById(R.id.progressBar);
        startProgress = findViewById(R.id.start_progress);
        textView = findViewById(R.id.textView);
        progressBar.setMax(MAX);

        startProgress.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View view) {
                // 任務3：通過Handler傳遞進度消息
                Message message = new Message();
                message.what = START_PROGRESS;
                mHandlerThread.sendEmptyMessage(START_PROGRESS);
            }
        });
    }
}

4. 小結

本節學習了 Android 消息傳遞機制，詳細介紹了 Handler 的基本原理，以及 Looper、線程、MessageQueue、Message 等概念。Handler 最常見的用途就是在子線程執行耗時操作的時候與主線程通信，通知主線程進行 UI 的刷新。一個完成的線程通信主要有 3 大任務，并用一個完成的示例演示了如何完成這 3 個任務，這一節的內容非常重要，請大家務必掌握！