android 线程loop

在 Android 中,"线程的 Looper" 是实现消息循环机制的核心组件,用于让线程能够持续处理消息(Message),是 Handler 机制的基础。它的设计目标是让普通线程从 "执行完任务就销毁" 变为 "可循环接收并处理消息",从而支持异步通信(如主线程与子线程间的交互)。

一、Looper 的核心作用

  1. 创建消息队列(MessageQueue) :每个 Looper 会关联一个唯一的 MessageQueue(消息队列),用于存储待处理的消息。
  2. 循环处理消息 :Looper 会启动一个无限循环,不断从 MessageQueue 中取出消息,并分发给对应的 Handler 处理。
  3. 绑定线程 :Looper 与创建它的线程一一绑定(通过 ThreadLocal 实现),确保消息在指定线程中处理。

二、Looper 的工作流程(核心步骤)

1. 初始化 Looper(线程关联)

普通线程默认没有 Looper,需手动初始化:

java

运行

复制代码
// 在子线程中初始化 Looper
new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        // 1. 为当前线程创建 Looper 和 MessageQueue
        Looper.prepare();

        // 2. 创建 Handler(此时 Handler 会自动关联当前线程的 Looper)
        Handler handler = new Handler() {
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                // 处理消息(运行在当前子线程)
                Log.d("Looper", "处理消息:" + msg.what);
            }
        };

        // 3. 发送消息(可以在其他线程发送,也可以在当前线程发送)
        handler.sendEmptyMessage(1);

        // 4. 启动消息循环(进入无限循环,处理消息)
        Looper.loop();
    }
}).start();
  • Looper.prepare():为当前线程创建 Looper 实例(每个线程只能调用一次,否则抛异常),并初始化 MessageQueue
  • Looper.loop():启动消息循环,开始从 MessageQueue 取消息并处理。
2. 消息循环(Looper.loop () 的核心逻辑)

Looper.loop() 是一个无限循环,伪代码逻辑如下:

java

运行

复制代码
public static void loop() {
    // 获取当前线程的 Looper
    Looper me = myLooper();
    // 获取 Looper 关联的消息队列
    MessageQueue queue = me.mQueue;

    // 无限循环
    for (;;) {
        // 从消息队列取出消息(可能阻塞,直到有消息)
        Message msg = queue.next(); 
        if (msg == null) {
            // 消息为 null 时退出循环(通常是 Looper 退出时)
            return;
        }

        // 分发消息给对应的 Handler(msg.target 即发送消息的 Handler)
        msg.target.dispatchMessage(msg);

        // 回收消息到消息池
        msg.recycleUnchecked();
    }
}
  • 阻塞机制queue.next() 会阻塞线程,直到有新消息(如通过 Handler.send() 发送消息)或 Looper 退出。
  • 消息分发 :消息的 target 字段是发送它的 Handler,通过 dispatchMessage() 回调到 Handler.handleMessage() 处理。
3. 退出 Looper

Looper 的无限循环不会自动结束,需手动退出:

  • Looper.quit():立即退出,清空消息队列中所有未处理的消息。
  • Looper.quitSafely():安全退出,处理完当前队列中已有的消息后再退出。

退出后,loop() 方法会从循环中返回,线程执行完毕后销毁。

三、主线程的 Looper(UI 线程)

Android 主线程(ActivityThread)在启动时会自动初始化 Looper,无需手动调用 prepare()loop()

  1. 主线程启动时,系统会调用 ActivityThread.main() 方法,其中包含:

    java

    运行

    复制代码
    public static void main(String[] args) {
        // 初始化主线程 Looper
        Looper.prepareMainLooper(); 
    
        // 启动消息循环
        Looper.loop();
    
        // 如果 loop() 退出,说明主线程结束,抛出异常
        throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
    }
  2. prepareMainLooper() 是专门为主线程设计的 prepare() 方法,确保主线程 Looper 唯一且不可重复创建。

  3. 主线程的 Looper 永不退出(否则应用崩溃),因此主线程能持续处理 UI 事件、生命周期回调等消息。

四、关键特性总结

  1. 线程绑定 :一个 Looper 对应一个线程,通过 ThreadLocal 存储,可通过 Looper.myLooper() 获取当前线程的 Looper。
  2. 消息驱动:线程的执行逻辑由消息队列中的消息驱动,避免了线程频繁创建销毁的开销。
  3. Handler 依赖Handler 必须与 Looper 关联才能发送 / 处理消息(创建 Handler 时若不指定 Looper,默认使用当前线程的 Looper)。

五、常见问题

  • 子线程中创建 Handler 必须先初始化 Looper :否则会报 Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare() 错误。
  • 避免在主线程中做耗时操作:主线程的 Looper 处理消息时若耗时过长(如超过 5 秒),会导致 ANR(应用无响应),因为消息队列被阻塞,无法处理用户输入等事件。
  • Looper 与线程生命周期:Looper 的循环会让线程保持存活,若不手动退出 Looper,子线程会一直运行(可能导致内存泄漏)。

总之,Looper 是 Android 消息机制的 "心脏",通过它,线程才能实现消息的循环处理,支撑起 Handler 机制的异步通信能力,是 UI 线程响应事件、子线程处理后台任务的核心基础。

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