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1、Handler 的引出场景

有这样一个场景，需要在一个页面上倒计时5秒，然后跳转到另一个页面。如下图所示：

我们容易想到可以在子线程里倒计时五秒，倒计时结束后去跳转即可。

代码如下：
activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"android:orientation="vertical"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"><TextViewandroid:id="@+id/textView"android:gravity="center"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:textSize="30sp" /></LinearLayout>

MainActivity.kt

package com.example.handlertestimport android.content.Intent
import android.os.Bundle
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
import com.example.handlertest.databinding.ActivityMainBindingclass MainActivity : AppCompatActivity() {override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {super.onCreate(savedInstanceState)val binding = ActivityMainBinding.inflate(layoutInflater)setContentView(binding.root)//开启子线程Thread {for (i in 5 downTo 1) {binding.textView.text = i.toString()try {Thread.sleep(1000)} catch (e: InterruptedException) {e.printStackTrace()}}// 计时结束后跳转到新页面val intent = Intent(this, MainActivity2::class.java)startActivity(intent)}.start()}
}

但是运行的时候你会发现，这段代码大概率会报错（之所以不百分百报错是因为早期版本的Android中，或是特定情况下，可能会容忍这种行为而不立即抛出异常）。但是直接在非UI线程中更新UI组件的行为违反了Android的多线程规则。根据 Android 文档，所有的 View 操作都应该在主线程（ UI 线程）中执行。这是因为 Android 的 View 系统不是线程安全的，如果尝试在非 UI 线程中直接更新 UI，理论上会触发一个 CalledFromWrongThreadException 异常，从而导致应用程序的崩溃或异常行为。

这种在子线程中处理某些操作并需要在主线程中同步更新 UI 界面的，Android 为我们提供了一套异步消息处理机制：Handler。

2、主要组件

Handler 机制的实现主要依靠以下四个组件：

2.1、Handler

Handler 是用于发送和处理消息的工具。它提供了将任务从一个线程传递到另一个线程的机制，通常用于将任务从子线程传递到主线程。

• 发送消息：Handler 可以通过 sendMessage、post 等方法将消息或任务发送到目标线程的消息队列中。
• 处理消息：Handler 通过重写 handleMessage 方法来处理接收到的消息。

2.2、Message

Message 是用于在不同线程之间传递数据的载体。它包含了消息的标识符、数据和目标 Handler。

字段

• what：消息的标识符，用于区分不同类型的消息。
• arg1 和 arg2：整型数据，可以用于传递简单的数据。
• obj：对象数据，可以用于传递复杂的数据。
• target：目标 Handler，用于处理消息。

2.3、MessageQueue

MessageQueue 是一个 FIFO（先进先出）的消息队列，用于存储从 Handler 发送的消息。每个线程都有一个唯一的 MessageQueue。

• 入队：消息通过 Handler 被添加到 MessageQueue 中。
• 出队：Looper 从 MessageQueue 中取出消息并将其分发给目标 Handler 进行处理。

2.4、Looper

Looper 是一个用于循环处理消息队列中消息的工具。每个线程只有一个 Looper，主线程默认已经有一个 Looper，可以直接拿来使用。其它线程需要自行创建后才可使用。

• 准备：
  • 主线程：默认已经有了，也可以通过 Looper.prepareMainLooper() 方法手动创建（不推荐）；
  • 子线程：通过 Looper.prepare() 方法为当前子线程创建一个 Looper。
• 循环：通过 Looper.loop() 方法开始循环处理消息队列（MessageQueue）中的消息。
• 获取：
  • Looper.getMainLooper()：获取主线程的 Looper；
  • ContextWrapper 对象的 getMainLooper()：获取主线程的 Looper；
  • Looper.myLooper()：获取当前线程的 Looper。

2.5、组件之间的关系

• 一个线程只有一个 MessageQueue 和 一个 Looper
• 一个线程可以绑定多个 Handler
• 一个 Handler 只能绑定一个 Looper
• 一个 Looper 可以绑定多个 Handler

3、工作原理及代码示例

3.1、工作机制

1. 创建 Handler：在目标线程中创建一个 Handler 实例。
2. 发送消息：通过 Handler 的 sendMessage 或 post 方法将消息或任务发送到目标线程的 MessageQueue 中。
3. 消息入队：消息被添加到目标线程的 MessageQueue 中。
4. Looper 处理消息：目标线程的 Looper 不断从 MessageQueue 中取出消息，并将其分发给对应的 Handler。
5. Handler 处理消息：Handler 的 handleMessage 方法被调用，处理接收到的消息。

通过这种机制，Android 实现了线程间的通信和任务调度，确保 UI 操作在主线程中执行，从而避免线程安全问题。

3.2、代码示例

activity_main.xml 中的代码不变，只有一个简单的 TextView 组件。下面将展示在 MainActivity.kt 中分别使用 Handler.sendMessage() 方法和 Handler.post() 方法实现本文开头所提的场景。

3.2.1、使用 Handler.sendMessage() 发送消息

package com.example.handlertestimport android.content.Intent
import android.os.Bundle
import android.os.Message
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
import com.example.handlertest.databinding.ActivityMainBinding
import android.os.Handlerclass MainActivity : AppCompatActivity() {private lateinit var handler: Handleroverride fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {super.onCreate(savedInstanceState)val binding = ActivityMainBinding.inflate(layoutInflater)setContentView(binding.root)// 在主线程中创建 handler，并绑定主线程的 Looperhandler = object : Handler(mainLooper) {// 重写 handleMessage() 方法，编写消息处理逻辑override fun handleMessage(msg: Message) {super.handleMessage(msg)when (msg.what) {1 -> {binding.textView.text = msg.arg1.toString()}2 -> {val intent = Intent(this@MainActivity, MainActivity2::class.java)startActivity(intent)}}}}// 开启子线程Thread {for (i in 5 downTo 1) {val msg = Message.obtain(handler, 1)msg.arg1 = i// 通过 sendMessage() 发送消息handler.sendMessage(msg)try {Thread.sleep(1000)} catch (e: InterruptedException) {e.printStackTrace()}}val msg = Message.obtain(handler, 2)// 通过 sendMessage() 发送消息handler.sendMessage(msg)}.start()}
}

3.2.2、使用 Handler.post() 发送消息

package com.example.handlertestimport android.content.Intent
import android.os.Bundle
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
import com.example.handlertest.databinding.ActivityMainBinding
import android.os.Handlerclass MainActivity : AppCompatActivity() {private lateinit var handler: Handleroverride fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {super.onCreate(savedInstanceState)val binding = ActivityMainBinding.inflate(layoutInflater)setContentView(binding.root)// 在主线程中创建 handler，并绑定主线程的 Looperhandler = Handler(mainLooper)// 开启子线程Thread {for (i in 5 downTo 1) {// 通过 post() 发送消息，需要传入一个 Runnable 对象，在 Runnable 的 run() 方法中指定 UI 操作内容// 此处使用了 lambda 表达式handler.post { binding.textView.text = i.toString() }try {Thread.sleep(1000)} catch (e: InterruptedException) {e.printStackTrace()}}// 通过 post() 发送消息handler.post {val intent = Intent(this@MainActivity, MainActivity2::class.java)startActivity(intent)}}.start()}
}