Android 源码 HandlerThread 深度剖析

Android

2023-12-31 16:43:29

Android中，HandlerThread 主要用于处理长时间运行的任务，比如音频、视频播放，网络请求等。它通过创建一个后台线程（即Looper线程），并在这个线程中创建一个Handler，以便我们可以在主线程中与后台线程进行通信。

HandlerThread 源码的剖析分为以下几个部分：

类结构 ：HandlerThread 的整体结构是什么？它有哪些属性和方法？
创建线程 ：HandlerThread是如何创建后台线程的？它使用了哪些类和方法？
创建 Looper ：HandlerThread是如何创建 Looper 的？它使用了哪些类和方法？
创建 Handler ：HandlerThread是如何创建 Handler 的？它使用了哪些类和方法？
HandlerThread 的生命周期 ：HandlerThread 的生命周期是什么样的？它经历了哪些状态？

在本文中，我将详细地分析 HandlerThread 的源码，并通过代码示例来演示如何使用 HandlerThread 来创建后台线程和 Handler。

1. 类结构

HandlerThread 的类结构非常简单，它只有一个公共属性和几个公共方法。

属性：

mThread: Looper 线程
mTid: Looper 线程的 ID
mLooper: Looper 对象
mHandler: Handler 对象

方法：

HandlerThread(String name)：构造函数，创建一个 HandlerThread 对象。
start(): 启动 HandlerThread，创建一个后台线程和 Looper，并创建 Handler。
quit(): 退出 HandlerThread，停止后台线程和 Looper，并销毁 Handler。
getLooper(): 获取 Looper 对象。
getThreadId(): 获取 Looper 线程的 ID。
isAlive(): 判断 HandlerThread 是否处于活动状态。
join(): 等待 HandlerThread 退出。

2. 创建线程

HandlerThread 使用 android.os.Process 类来创建后台线程。

public HandlerThread(String name) {
    super(name);
    mState = STATE_BEFORE_START;
}

public synchronized void start() {
    if (mState != STATE_BEFORE_START) {
        throw new IllegalStateException(this + " already started.");
    }
    mState = STATE_STARTING;
    mThread = new Thread(this, mName);
    mThread.start();
    while (mState != STATE_STARTED) {
        try {
            wait();
        } catch (InterruptedException e) {
        }
    }
}

在 start() 方法中，HandlerThread首先检查当前状态是否为 STATE_BEFORE_START，如果不是，则抛出异常。然后，它将状态设置为 STATE_STARTING，并创建一个新的线程，该线程的名称为 mName。

public void run() {
    Looper.prepare();
    synchronized (this) {
        mLooper = Looper.myLooper();
        mState = STATE_STARTED;
        notifyAll();
    }
    Looper.loop();
    synchronized (this) {
        mState = STATE_QUIT;
        notifyAll();
    }
}

在新线程中，HandlerThread首先调用 Looper.prepare() 方法，这会创建一个 Looper 对象，并将其设置为当前线程的 Looper。然后，它将状态设置为 STATE_STARTED，并通知主线程，主线程会继续执行。

3. 创建 Looper

HandlerThread 使用 android.os.Looper 类来创建 Looper 对象。

public void run() {
    Looper.prepare();
    synchronized (this) {
        mLooper = Looper.myLooper();
        mState = STATE_STARTED;
        notifyAll();
    }
    Looper.loop();
    synchronized (this) {
        mState = STATE_QUIT;
        notifyAll();
    }
}

在 run() 方法中，HandlerThread首先调用 Looper.prepare() 方法，这会创建一个 Looper 对象，并将其设置为当前线程的 Looper。然后，它将状态设置为 STATE_STARTED，并通知主线程，主线程会继续执行。

4. 创建 Handler

HandlerThread 使用 android.os.Handler 类来创建 Handler 对象。

public HandlerThread(String name) {
    super(name);
    mState = STATE_BEFORE_START;
}

public synchronized void start() {
    if (mState != STATE_BEFORE_START) {
        throw new IllegalStateException(this + " already started.");
    }
    mState = STATE_STARTING;
    mThread = new Thread(this, mName);
    mThread.start();
    while (mState != STATE_STARTED) {
        try {
            wait();
        } catch (InterruptedException e) {
        }
    }
}

public void run() {
    Looper.prepare();
    synchronized (this) {
        mLooper = Looper.myLooper();
        mState = STATE_STARTED;
        notifyAll();
    }
    Looper.loop();
    synchronized (this) {
        mState = STATE_QUIT;
        notifyAll();
    }
}

5. HandlerThread 的生命周期

HandlerThread 的生命周期有三个状态：

STATE_BEFORE_START：HandlerThread 还没有启动。
STATE_STARTING: HandlerThread 正在启动。
STATE_STARTED: HandlerThread 已经启动。

private static final int STATE_BEFORE_START = 0;
private static final int STATE_STARTING = 1;
private static final int STATE_STARTED = 2;
private static final int STATE_QUIT = 3;

HandlerThread 的生命周期由 start() 和 quit() 方法控制。

public synchronized void start() {
    if (mState != STATE_BEFORE_START) {
        throw new IllegalStateException(this + " already started.");
    }
    mState = STATE_STARTING;
    mThread = new Thread(this, mName);
    mThread.start();
    while (mState != STATE_STARTED) {
        try {
            wait();
        } catch (InterruptedException e) {
        }
    }
}

public void quit() {
    synchronized (this) {
        mState = STATE_QUIT;
        mLooper.quit();
        notifyAll();
    }
}