一篇文章扒掉“桥梁Handler”的底裤
典型的生产者-消费者模式
Android跨进程要掌握的是Binder, 而同一进程中最重要的应该就是Handler 消息通信机制了。我这么说，大家不知道是否认同，如果认同，还希望能给一个关注哈。
什么是Handler？
Handler主要用于异步消息的处理：当发出一个消息之后，首先进入一个消息队列，发送消息的[函数]即刻返回，而另外一个部分在消息队列中逐一将消息取出，然后对消息进行处理，也就是发送消息和接收消息不是同步的处理。 这种机制通常用来处理相对耗时比较长的操作。
Handler特点
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传递Message。用于接受子线程发送的数据, 并用此数据配合主线程更新UI。
在Android中，对于UI的操作通常需要放在主线程中进行操作。如果在子线程中有关于UI的操作，那么就需要把数据消息作为一个Message对象发送到消息队列中，然后，由Handler中的handlerMessage方法处理传过来的数据信息，并操作UI。当然，Handler对象是在主线程中初始化的，因为它需要绑定在主线程的消息队列中。
类sendMessage(Message msg)方法实现发送消息的操作。 在初始化Handler对象时重写的handleMessage方法来接收Message并进行相关操作。
-
传递Runnable对象。用于通过Handler绑定的消息队列，安排不同操作的执行顺序。
Handler对象在进行初始化的时候，会默认的自动绑定消息队列。利用类post方法，可以将Runnable对象发送到消息队列中，按照队列的机制按顺序执行不同的Runnable对象中的run方法。
Handler怎么用？
public class HandlerActivity extends AppCompatActivity {
private static final String TAG = "HandlerActivity";
@Override
protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
testSendMessage();
}
public void testSendMessage() {
Handler handler = new MyHandler(this);
Message message = Message.obtain();
message.obj = "test handler send message";
handler.sendMessage(message);
}
//注1： 为什么要用静态内部？？？
static class MyHandler extends Handler {
WeakReference<AppCompatActivity> activityWeakReference; // 注2：为何要用弱引用？？？
public MyHandler(AppCompatActivity activity) {
activityWeakReference = new WeakReference<>(activity);
}
@Override
public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
super.handleMessage(msg);
Log.d(TAG, (String) msg.obj);
}
}
}
Handler源码怎么读？
从使用方式的场景，咱们一步一步的探究里面是怎么实现的，还有上面的标注的两点，在后面我都会介绍的，各位客官听我慢慢道来。首先，看下四大金刚关系图，文字表述再多，不如一张图来的直接。
“四大金刚”
通过上图就可以简单看出Handler、MessageQueue、Message、Looper 这四者是怎么样互相持有对方的，大概可以了解消息的传递。
下面我们先来一张时序图，看下消息是怎么一步步发送出来的。
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此刻，应该要开车了。前方高能！！！
- 进入的是Handler.sendMessage 方法
public final boolean sendMessage(@NonNull Message msg) {
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}
- 接下来继续调用Handler.sendMessageDelayed方法
public final boolean sendMessageDelayed(@NonNull Message msg, long delayMillis) {
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
- 接着走Handler.sendMessageAtTime 方法，这里面就要用到MessageQueue 对象了，此处说明一下，这个mQueue 是在哪里获取到的，是在Handler 构造方法里。此处贴图，从图中可以看出
mLooper=Looper.myLooper()mQueue=mLooper.mQueueHandler 中的MessageQueue 是Looper 中持有的MessageQueue 对象 。
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注1 为啥要用静态内部类---->如果我们使用Handler 类，没有用static 关键字修饰的话，则会输出Log: The following Handler class should be static or leaks might occur: 会提示你可能会引起内存泄漏。因此在注1 处我用了static 修饰。
好，这里就说这么多，接着开车：
public boolean sendMessageAtTime(@NonNull Message msg, long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue == null) {
RuntimeException e = new RuntimeException(
this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
return false;
}
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}
- 接着时序图上的流程走，此时要进入到MessageQueue.enqueueMessage 方法中，该方法就是将msg 对象存入到MessageQueue 队列中,注意此处，将该handler 对象赋值给了msg.target,这个后面会用到的，很关键。
private boolean enqueueMessage(@NonNull MessageQueue queue, @NonNull Message msg,
long uptimeMillis) {
msg.target = this;
msg.workSourceUid = ThreadLocalWorkSource.getUid();
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis); //3，即将进入MessageQueue.enqueueMessage 方法。
}
- 接着来看MessageQueue.enqueueMessage 方法,该方法就是按照时间的顺序插入到Message 这个链表结构的数据对象中去。
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
if (msg.target == null) { //4. 后面说明，这个也就是四大金刚图里的msg.target 所持有的Handler 对象。
throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
}
synchronized (this) {
...
msg.markInUse();
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
// New head, wake up the event queue if blocked.
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
// 链表的插入操作，不太熟悉的可以看看数据结构。(此处是根据时间来排序的)
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
Message prev;
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;
}
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
if (needWake) {
nativeWake(mPtr); //画重点，此处唤醒等待的next 方法。
}
}
return true;
}
此时，一条消息就相当于入队了。 MessageQueue 从名称来看是队列，实际上，使用的还是Message.next 指针来进行操作的，也即是链表的操作。消息的入队完成，后面将会介绍该消息是怎么发送出去的。
-
Loop.loop方法，敲重点。省略了部分代码，只关注核心代码。这里用到了死循环，不停的获取Message 对象，获取到之后直接调用Message.target 变量所持有的Handler 对象，然后调用Handler.dispatchMessage 方法，这样就完成了消息的分发。
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
...
final MessageQueue queue = me.mQueue;
...
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block //7.通过MessageQueue.next()方法获取Message对象。
...
final long start = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
final long end;
try {
msg.target.dispatchMessage(msg);
end = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
} finally {
if (traceTag != 0) {
Trace.traceEnd(traceTag);
}
}
...
msg.recycleUnchecked();
}
}
7-8. MessageQueue.next() 方法获取Message 对象。
Message next() {
...
int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
int nextPollTimeoutMillis = 0;
for (;;) { //死循环
if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
Binder.flushPendingCommands();
}
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis); // 5: 避免了阻塞的关键点，释放资源，处于等待。疑点：处于等待，肯定需要一个东西来唤醒它。上面第5步分析enqueueMessage的时候有行代码if (needWake) {
nativeWake(mPtr); //画重点，此处唤醒等待的next 方法。
} 。
synchronized (this) {
// Try to retrieve the next message. Return if found.
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
if (msg != null && msg.target == null) { //******此条件可以先不看，因为通过Handler 发送的消息target 都会持有Handler，该逻辑不会触发。消息同步屏障的时候会优先触发该逻辑。
// Stalled by a barrier. Find the next asynchronous message in the queue.
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
if (msg != null) { //查找当前的msg 对象。
if (now < msg.when) {
// Next message is not ready. Set a timeout to wake up when it is ready.
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
} else {
// Got a message.
mBlocked = false;
if (prevMsg != null) {
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null;
if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
msg.markInUse();
return msg;
}
} else {
// No more messages.
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
...
nextPollTimeoutMillis = 0;
}
}
- Handler.dispatchMessage 方法，此处有判断，如果在Activity中使用view.post方法调用的时候，就会走到handleCallback 回调中。通过sendMessagexxx函数发送消息的就会走到handleMessage回调中去。
/**
* Handle system messages here.
*/
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
该方法会会将msg 对象发送到客户端定义Handler 的地方，重写的handleMessage 方法。至此，Handler 发送消息的流程大致介绍完成。
总结
Handler 发送消息的时候，在Handler.enqueueMessage 方法中，将该Handler 对象添加到Message中的target 属性中，这样就完成了Message 持有Handler 的操作，为最后Message.target.dispatchMessage 做了保证。然后将该Message 对象放入到MessageQueue中的Message.next 中去，完成了消息链表的添加；而这个MessageQueue 是Looper 中所持有的对象，这样就可以通过Looper类通过对MessageQueue.next()---->Message.next()--->Message.target.dispatchMessage(msg)完成了消息的分发。
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知识点补充
- Looper 对象是怎么new 出来的？
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上图看出是在应用程序进程的ActivityThread 类中的main() 函数中调用了Looper.prepareMainLooper() 方法，就new 出来了主线程中的Looper.
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上图也看出，这个Looper.prepareMainLooper()方法是系统调用的，开发者不能再次调用了，否则会抛出异常。
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prepare这个方法真正的new Looper 了。接着来看看Looper 的构造函数
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此处创建了MessageQueue, Handler 中的MessageQueue 就是这块创建的。
- 为什么将Looper 保存在ThreadLocal 中?
ThreadLocal:线程的变量副本，每个线程隔离.我的理解就是，ThreadLocal 内部使用了当前线程为Key,需要存储的对象为Value，通过字典保存起来的，这样客户端在获取的时候，当前线程就只会获取一份保存的Value.回到Looper中，就可以知道一个线程里按理说就会只有一个Looper。
- Message 为什么推荐使用obtain() 方式获取Message对象，而不推荐使用new Message()?
这里涉及到池的技术的应用: Message中维护了一个消息池，消息使用完就会回收。减少对象创建和销毁的开销；java 当中的线程池也是用到了该思想。
- 同步屏障：
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然后在MessageQueue.next 中 优先查找同步屏障中的消息asyncHronous 设置为true的异步消息。
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- Handler为什么会导致内存泄漏以及解决方案？
Handler导致内存泄漏一般发生在发送延迟消息的时候，当Activity关闭之后，延迟消息还没发出，那么主线程中的MessageQueue就会持有这个消息的引用，而这个消息是持有Handler的引用，而handler作为匿名内部类持有了Activity的引用，所以就有了以下的一条引用链。 解决：1.使用静态内部类，如果要调用Activity中的方法，就可以在静态内部类中设置一个 WeakReference activityWeakReference; 引用。
2.在Activity销毁的时候，即onDestory()方法中调用handler.removeCallbacks，移除runnable。
结尾
OK，本次的Android进阶技术之Handler到此就全部写完了，希望喜欢的朋友不要吝啬你的赞，你的评论，点赞，收藏就是对我最大的支持，记得关注我哦，咱们文章每日都会更新，感谢大家的观看。
