從Handler.post(Runnable r)再一次梳理Android的消息機制(以及handler的內存泄露)

Handler

每一個初學Android開發的都繞不開Handler這個「坎」,爲何說是個坎呢,首先這是Android架構的精髓之一,其次大部分人都是知其然殊不知其因此然。今天看到Handler.post這個方法以後決定再去翻翻源代碼梳理一下Handler的實現機制。java

異步更新UI

先來一個必背口訣「主線程不作耗時操做,子線程不更新UI」,這個規定應該是初學必知的,那要怎麼來解決口訣裏的問題呢,這時候Handler就出如今咱們面前了(AsyncTask也行,不過本質上仍是對Handler的封裝),來一段經典經常使用代碼(這裏忽略內存泄露問題,咱們後面再說):bash

首先在Activity中新建一個handler:網絡

private Handler mHandler = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            switch (msg.what) {
                case 0:
                    mTestTV.setText("This is handleMessage");//更新UI
                    break;
            }
        }
    };
複製代碼

而後在子線程裏發送消息:架構

new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(1000);//在子線程有一段耗時操做,好比請求網絡
                    mHandler.sendEmptyMessage(0);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();
複製代碼

至此完成了在子線程的耗時操做完成後在主線程異步更新UI,但是並無用上標題的post,咱們再來看post的版本:異步

private Handler mHandler;//全局變量
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    .......
    mHandler = new Handler();
    new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(1000);//在子線程有一段耗時操做,好比請求網絡
                        mHandler.post(new Runnable() {
                            @Override
                            public void run() {
                                mTestTV.setText("This is post");//更新UI
                            }
                        });
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }).start();
}
複製代碼

從表面上來看,給post方法傳了個Runnable,像是開了個子線程,但是在子線程裏並不能更新UI啊,那麼問題來了,這是怎麼個狀況呢?帶着這個疑惑,來翻翻Handler的源碼:async

先來看看普通的sendEmptyMessage是什麼樣子:ide

public final boolean sendEmptyMessage(int what)
    {
        return sendEmptyMessageDelayed(what, 0);
    }
複製代碼
public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
        Message msg = Message.obtain();
        msg.what = what;
        return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);
    }
複製代碼

將咱們傳入的參數封裝成了一個消息,而後調用sendMessageDelayed:oop

public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
    {
        if (delayMillis < 0) {
            delayMillis = 0;
        }
        return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
    }
複製代碼

再調用sendMessageAtTime:post

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);
    }
複製代碼

好了,咱們再來看post():ui

public final boolean post(Runnable r)
    {
       return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);//getPostMessage方法是兩種發送消息的不一樣之處
    }
複製代碼

方法只有一句,內部實現和普通的sendMessage是同樣的,可是隻有一點不一樣,那就是 getPostMessage(r) 這個方法:

private static Message getPostMessage(Runnable r) {
        Message m = Message.obtain();
        m.callback = r;
        return m;
    }
複製代碼

這個方法咱們發現也是將咱們傳入的參數封裝成了一個消息,只是此次是m.callback = r,剛纔是msg.what=what,至於Message的這些屬性就不看了

Android消息機制

看到這裏,咱們只是知道了post和sendMessage原理都是封裝成Message,可是仍是不清楚Handler的整個機制是什麼樣子,繼續探究下去。

剛纔看到那兩個方法到最終都調用了sendMessageAtTime

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);
    }
複製代碼

這個方法又調用了 enqueueMessage,看名字應該是把消息加入隊列的意思,點進去看下:

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
        msg.target = this;
        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
    }
複製代碼

mAsynchronous這個異步有關的先無論,繼續將參數傳給了queue的enqueueMessage方法,至於那個msgtarget的賦值咱們後面再看,如今繼續進入MessageQueue類的enqueueMessage方法,方法較長,咱們看看關鍵的幾行:

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;
複製代碼

果真像方法名說的同樣,一個無限循環將消息加入到消息隊列中(鏈表的形式),可是有放就有拿,這個消息怎樣把它取出來呢?

翻看MessageQueue的方法,咱們找到了next(),代碼太長,不贅述,咱們知道它是用來把消息取出來的就好了。不過這個方法是在什麼地方調用的呢,不是在Handler中,咱們找到了Looper這個關鍵人物,我叫他環形使者,專門負責從消息隊列中拿消息,關鍵代碼以下:

for (;;) {
     Message msg = queue.next(); // might block
     ...
     msg.target.dispatchMessage(msg);
     ...
     msg.recycleUnchecked();
}
複製代碼

簡單明瞭,咱們看到了咱們剛纔說的msg.target,剛纔在Handler中賦值了msg.target=this,因此咱們來看Handler中的dispatchMessage:

public void dispatchMessage(Message msg) {
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }
            handleMessage(msg);
        }
    }
複製代碼
  1. msg的callback不爲空,調用handleCallback方法(message.callback.run()
  2. mCallback不爲空,調用mCallback.handleMessage(msg)
  3. 最後若是其餘都爲空,執行Handler自身的 handleMessage(msg) 方法

msg的callback應該已經想到是什麼了,就是咱們經過Handler.post(Runnable r)傳入的Runnable的run方法,這裏就要提提java基礎了,直接調用線程的run方法至關因而在一個普通的類調用方法,仍是在當前線程執行,並不會開啓新的線程。

因此到了這裏,咱們解決了開始的疑惑,爲何在post中傳了個Runnable仍是在主線程中能夠更新UI

繼續看如果msg.callback爲空的狀況下的mCallback,這個要看看構造方法:

1.
public Handler() {
        this(null, false);
    }
2.    
public Handler(Callback callback) {
        this(callback, false);
    }
3.
public Handler(Looper looper) {
        this(looper, null, false);
    }
4.
public Handler(Looper looper, Callback callback) {
        this(looper, callback, false);
    }
5.
public Handler(boolean async) {
        this(null, async);
    }
6.
public Handler(Callback callback, boolean async) {
        if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
            final Class<? extends Handler> klass = getClass();
            if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
                    (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
                Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
                    klass.getCanonicalName());
            }
        }

        mLooper = Looper.myLooper();
        if (mLooper == null) {
            throw new RuntimeException(
                "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
        }
        mQueue = mLooper.mQueue;
        mCallback = callback;
        mAsynchronous = async;
    }
7.
public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async) {
        mLooper = looper;
        mQueue = looper.mQueue;
        mCallback = callback;
        mAsynchronous = async;
    }

複製代碼

具體的實現就只有最後兩個,已經知道mCallback是怎麼來的了,在構造方法中傳入就行。

最後若是這兩個回調都爲空的話就執行Handler自身的handleMessage(msg)方法,也就是咱們熟知的新建Handler重寫的那個handleMessage方法。

Looper

看到了這裏有一個疑惑,那就是咱們在新建Handler的時候並無傳入任何參數,也沒有哪裏顯示調用了Looper有關方法,那Looper的建立以及方法調用在哪裏呢?其實這些東西Android自己已經幫咱們作了,在程序入口ActivityThread的main方法裏面咱們能夠找到:

public static void main(String[] args) {
    ...
    Looper.prepareMainLooper();
    ...
    Looper.loop();
    ...
複製代碼

總結

已經大概梳理了一下Handler的消息機制,以及post方法和咱們經常使用的sendMessage方法的區別。來總結一下,主要涉及四個類Handler、Message、MessageQueue、Looper

新建Handler,經過sendMessage或者post發送消息,Handler調用sendMessageAtTimeMessage交給MessageQueue


MessageQueue.enqueueMessage方法將Message以鏈表的形式放入隊列中


Looperloop方法循環調用MessageQueue.next()取出消息,而且調用HandlerdispatchMessage來處理消息


dispatchMessage中,分別判斷msg.callback、mCallback也就是post方法或者構造方法傳入的不爲空就執行他們的回調,若是都爲空就執行咱們最經常使用重寫的handleMessage


最後談談handler的內存泄露問題

再來看看咱們的新建Handler的代碼:

private Handler mHandler = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            ...
        }
    };
複製代碼

當使用內部類(包括匿名類)來建立Handler的時候,Handler對象會隱式地持有Activity的引用。

而Handler一般會伴隨着一個耗時的後臺線程一塊兒出現,這個後臺線程在任務執行完畢後發送消息去更新UI。然而,若是用戶在網絡請求過程當中關閉了Activity,正常狀況下,Activity再也不被使用,它就有可能在GC檢查時被回收掉,但因爲這時線程還沒有執行完,而該線程持有Handler的引用(否則它怎麼發消息給Handler?),這個Handler又持有Activity的引用,就致使該Activity沒法被回收(即內存泄露),直到網絡請求結束。

另外,若是執行了Handler的postDelayed()方法,那麼在設定的delay到達以前,會有一條MessageQueue -> Message -> Handler -> Activity的鏈,致使你的Activity被持有引用而沒法被回收。

解決方法之一,使用弱引用:

static class MyHandler extends Handler {
    WeakReference<Activity > mActivityReference;
    MyHandler(Activity activity) {
        mActivityReference= new WeakReference<Activity>(activity);
    }
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        final Activity activity = mActivityReference.get();
        if (activity != null) {
            mImageView.setImageBitmap(mBitmap);
        }
    }
}
複製代碼
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