Handler原理剖析
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pphdsny
API说明
构造函数
public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async) {
mLooper = looper;
mQueue = looper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}
Handler提供的构造方法有很多，归根到底是初始化一些核心参数:
-
Looper
在一个线程中运行一个消息队列的Loop
-
MessageQueue
带分发的消息队列
-
Message
发送的消息
Looper
获取Looper对象
主线程的Looper会在应用启动时通过ActivityThread，如果在子线程new Handler会报错，因为没有创建该线程下的Looper。
public static @Nullable Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}
//从静态参数中获取
static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}
public static void prepareMainLooper() {
prepare(false);
synchronized (Looper.class) {
//只允许被调用一次
if (sMainLooper != null) {
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
}
sMainLooper = myLooper();
}
}
//prepareMainLooper调用，通过ActivityThread的main方法中调用
public static void main(String[] args) {
//初始化Looper
Looper.prepareMainLooper();
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}
if (false) {
Looper.myLooper().setMessageLogging(new LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
}
//开启looper循环
Looper.loop();
}
loop循环
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;
for (;;) {//死循环
//当queen返回null时候，loop会中断执行，相当于quit
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
try {
//分发消息
//msg.target就是发送消息的Handler
msg.target.dispatchMessage(msg);
} finally {
}
//回收消息
msg.recycleUnchecked();
}
}
Handler.dispathcMessage()
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
MessageQueue
核心方法：next()
Message next() {
// Return here if the message loop has already quit and been disposed.
// This can happen if the application tries to restart a looper after quit
// which is not supported.
// 如果消息循环已经退出了。则直接在这里return。因为调用disposed()方法后mPtr=0
final long ptr = mPtr;
if (ptr == 0) {
return null;
}
//记录空闲时处理的IdlerHandler的数量
int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
// native层用到的变量 ，如果消息尚未到达处理时间，则表示为距离该消息处理事件的总时长，
// 表明Native Looper只需要block到消息需要处理的时间就行了。 所以nextPollTimeoutMillis>0表示还有消息待处理
int nextPollTimeoutMillis = 0;
for (;;) {
if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
//刷新下Binder命令，一般在阻塞前调用
Binder.flushPendingCommands();
}
// 调用native层进行消息标示，nextPollTimeoutMillis 为0立即返回，为-1则阻塞等待。
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
//加上同步锁
synchronized (this) {
// Try to retrieve the next message. Return if found.
// 获取开机到现在的时间
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
// 获取MessageQueue的链表表头的第一个元素
Message msg = mMessages;
// 判断Message是否是障栅，如果是则执行循环，拦截所有同步消息，直到取到第一个异步消息为止
if (msg != null && msg.target == null) {
// 如果能进入这个if，则表面MessageQueue的第一个元素就是障栅(barrier)
// Stalled by a barrier. Find the next asynchronous message in the queue.
// 循环遍历出第一个异步消息，这段代码可以看出障栅会拦截所有同步消息
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
//如果msg==null或者msg是异步消息则退出循环，msg==null则意味着已经循环结束
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
// 判断是否有可执行的Message
if (msg != null) {
// 判断该Mesage是否到了被执行的时间。
if (now < msg.when) {
// Next message is not ready. Set a timeout to wake up when it is ready.
// 当Message还没有到被执行时间的时候，记录下一次要执行的Message的时间点
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
} else {
// Message的被执行时间已到
// Got a message.
// 从队列中取出该Message，并重新构建原来队列的链接
// 刺客说明说有消息，所以不能阻塞
mBlocked = false;
// 如果还有上一个元素
if (prevMsg != null) {
//上一个元素的next(越过自己)直接指向下一个元素
prevMsg.next = msg.next;
} else {
//如果没有上一个元素，则说明是消息队列中的头元素，直接让第二个元素变成头元素
mMessages = msg.next;
}
// 因为要取出msg，所以msg的next不能指向链表的任何元素，所以next要置为null
msg.next = null;
if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
// 标记该Message为正处于使用状态，然后返回Message
msg.markInUse();
return msg;
}
} else {
// No more messages.
// 没有任何可执行的Message，重置时间
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
// Process the quit message now that all pending messages have been handled.
// 关闭消息队列，返回null，通知Looper停止循环
if (mQuitting) {
dispose();
return null;
}
// If first time idle, then get the number of idlers to run.
// Idle handles only run if the queue is empty or if the first message
// in the queue (possibly a barrier) is due to be handled in the future.
// 当第一次循环的时候才会在空闲的时候去执行IdleHandler，从代码可以看出所谓的空闲状态
// 指的就是当队列中没有任何可执行的Message，这里的可执行有两要求，
// 即该Message不会被障栅拦截，且Message.when到达了执行时间点
if (pendingIdleHandlerCount < 0
&& (mMessages == null || now < mMessages.when)) {
pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
}
// 这里是消息队列阻塞( 死循环) 的重点，消息队列在阻塞的标示是消息队列中没有任何消息，
// 并且所有的 IdleHandler 都已经执行过一次了
if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {
// No idle handlers to run. Loop and wait some more.
mBlocked = true;
continue;
}
// 初始化要被执行的IdleHandler，最少4个
if (mPendingIdleHandlers == null) {
mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];
}
mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);
}
// Run the idle handlers.
// We only ever reach this code block during the first iteration.
// 开始循环执行所有的IdleHandler，并且根据返回值判断是否保留IdleHandler
for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {
final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
mPendingIdleHandlers[i] = null; // release the reference to the handler
boolean keep = false;
try {
keep = idler.queueIdle();
} catch (Throwable t) {
Log.wtf(TAG, "IdleHandler threw exception", t);
}
if (!keep) {
synchronized (this) {
mIdleHandlers.remove(idler);
}
}
}
// Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again.
// 重点代码，IdleHandler只会在消息队列阻塞之前执行一次，执行之后改标示设置为0，
// 之后就不会再执行，一直到下一次调用MessageQueue.next() 方法。
pendingIdleHandlerCount = 0;
// While calling an idle handler, a new message could have been delivered
// so go back and look again for a pending message without waiting.
// 当执行了IdleHandler 的 处理之后，会消耗一段时间，这时候消息队列里的可能有消息已经到达
// 可执行时间，所以重置该变量回去重新检查消息队列。
nextPollTimeoutMillis = 0;
}
}
Message
内部实现单链表存储
//message标示
public int what;
//保存相关对象
public int arg1;
public int arg2;
public Object obj;
int flags; //当前状态
long when; //延时时间
Bundle data; //数据绑定
Handler target; //发送目标Handler
Runnable callback; //Handler.post发送的Runnable回调
// sometimes we store linked lists of these things
Message next; //链式存储
//同步锁
private static final Object sPoolSync = new Object();
//Message复用池
private static Message sPool;
private static int sPoolSize = 0;
private static final int MAX_POOL_SIZE = 50;
//回收时是否检查Message状态
private static boolean gCheckRecycle = true;
获取Message对象
public static Message obtain() {
synchronized (sPoolSync) {
if (sPool != null) {
//当前sPool对象所指的Message
Message m = sPool;
//将sPool链表后移一位，大小-1
sPool = m.next;
//将Message从链表中断裂
m.next = null;
m.flags = 0; // clear in-use flag
sPoolSize--;
return m;
}
}
return new Message();
}
回收
void recycleUnchecked() {
// Mark the message as in use while it remains in the recycled object pool.
// Clear out all other details.
flags = FLAG_IN_USE;
what = 0;
arg1 = 0;
arg2 = 0;
obj = null;
replyTo = null;
sendingUid = -1;
when = 0;
target = null;
callback = null;
data = null;
synchronized (sPoolSync) {
if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) {
//将使用完的Message添加到链表头
next = sPool;
sPool = this;
sPoolSize++;
}
}
}
Handler
发送消息的方法：postXxx、sendXxx
//postXxx会生成一个Message后再调用后续sendMessageAtTime方法
private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();
m.callback = r;
return m;
}
//sendXxx最终都会调用到下面方法
public boolean sendMessageAtTime(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);
}
//将消息队列添加到MessageQueue中
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
使用Handler的内存泄露
使用Handler造成的内存泄露会有以下几种情况
- 使用非静态申明Handler
public class SampleActivity extends Activity {
private final Handler mLeakyHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
// ...
}
}
}
在使用handler时，这是一段很常见的代码。但是，它却会造成严重的内存泄漏问题。在实际编写中，我们往往会得到如下警告：
Handler classes should be static or leaks might occur.
分析：
1、在java里，非静态内部类和匿名类都会潜在的引用它们所属的外部类，静态内部类却不会。
2、Handler会中有个一直循环的Looper。当主线程里，实例化一个Handler对象后，它就会自动与主线程Looper的消息队列关联起来，所以其持有外部对象Activity就会导致无法被销毁回收。
- 发送延时消息
mLeakyHandler.postDelayed(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//
}
}, 1000 * 60 * 10);
finish();
问题：
1、匿名内部类默认持有外部对象
2、内部类实例的生命周期比Activity更长
Handler正确的使用
//1、弱引用外部对象
public abstract class WeakHandler<T> extends Handler {
private final WeakReference<T> targetWeak;
public WeakHandler(T autoScrollViewPager) {
this.targetWeak = new WeakReference<T>(autoScrollViewPager);
}
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
T target = this.targetWeak.get();
if (target == null) {
return;
}
handleWeakMessage(msg, target);
}
public abstract void handleWeakMessage(Message msg, T target);
}
//2、Activity中申明静态
private static WeakHandler handler = new WeakHandler();
//3、Activity onDestory中销毁所有消息
handler.removeCallbacksAndMessages(null);
