Android之Handler淺析

Android之Handler淺析

Handler相信每一個從事Android開發的小夥伴都很是熟悉了， 最經常使用的場景就是在子線程中進行數據操做而後經過handler消息機制通知到UI線程來更新UI，地球人都知道在子線程中更新UI，通常狀況下都會報錯。往往出去面試被問到「handler原理」，「消息是怎麼從子線程發送到主線程的」等等handler底層的實現，就懵逼了。

雖然網上關於分析handler的博客問丈夫很是多，已經有不少大佬分析的很是清晰了。這裏分析主要是爲了讓本身加深理解，另外一方面就是想分享所學知識。

Android消息循環流程圖以下所示：

主要涉及的角色以下所示：

• Message：消息。
• MessageQueue: 消息隊列，負責消息的存儲於管理，負責管理由handler發過來的Message，讀取會自動刪除消息，單鏈表維護，插入和刪除上有優點。 在其next()方法中會無限循環，不短判斷是否有消息，有就返回這條消息並移除。
• Looper: 消息循環器，負責關聯線程以及消息的分發，在該線程下從MessageQueue獲取Message，分發給handler，Looper建立的時候會建立一個MessageQueue，調用loop()方法的時候消息循環開始，其中會不斷調用MessageQueue的next()方法，有消息就處理，不然就阻塞在MessageQueue的next()方法中，當Looper的quit()被調用的時候會調用MessageQueue的quit(),此時的next()會返回null，而後loop()方法也就跟着退出。
• Handler:消息處理器，負責發送並處理消息，面向開發則，提供API，並隱藏背後實現的細節。

整個消息循環流程仍是比較清晰的，具體來講：

• 1.Handler經過sendMessage()發送消息Message到隊列MessageQueue.
• 2.Looper經過loop()不斷提取觸發條件的Message，並將Message交給對應的target handler來處理。
• 3.target handler調用自身的handleMessage（）方法來處理Message。

事實上，在整個消息循環的流程中，並不止只有Java層參與，不少重要的工做都是在C++層來完成，咱們來看看下圖的這些類的調用它關係。

注：虛線表示關聯關係，實現表示調用關係。

在這些類中MessageQueue 是Java層與C++層維繫的橋樑，MessageQueue與Looper相關功能都經過MessageQueue的Native方法來完成，而其餘虛線鏈接的類只有關聯關係，並無直接調用的關係，它們發生關係的橋樑是MessageQueue.

總結：

• Handler發送的消息由MessageQueue存儲管理，並由Looper負責回調消息到handlerMessage（）
• 線程的切換由Looper完成，handlerMessage()所在線程由Looper.loop()調用者所在線程決定。

下面來列舉咱們幾個工做中或許都會遇到的問題。

Handler引發的內存泄漏緣由以及最佳解決方案

Handler容許咱們發送延遲消息，若是在延時期間內用戶關閉了activity，那麼該activity會泄漏。這個泄漏是由於Message會出油Handler，而又由於Java的特性，內部類會持有外部類，使得activity會被Handler持有， 這樣最終就會致使activity泄漏了。

解決的辦法就是：將Handler定義爲靜態的內部類，在內部持有activity的弱引用，並在activity的ondestroy()中調用handler.removeCallbacksAndMessage(null)及時移除全部消息。

private static class SafeHandler extends Handler {

    private WeakReference<HandlerActivity> ref;

    public SafeHandler(HandlerActivity activity) {
        this.ref = new WeakReference(activity);
    }

    @Override
    public void handleMessage(final Message msg) {
        HandlerActivity activity = ref.get();
        if (activity != null) {
            activity.handleMessage(msg);
        }
    }
}

而且再在 Activity.onDestroy() 前移除消息，加一層保障：

@Override
protected void onDestroy() {
  safeHandler.removeCallbacksAndMessages(null);
  super.onDestroy();
}

爲何咱們能在主線程直接使用Handler，而不須要建立Looper?

一般咱們認爲ActivityThread就是主線程，事實上它並非一個線程，而是主線程操做的管理者。在ActivityThread.main()方法中調用了Looper.prepareMainLooper()方法建立了主線程的looper,而且調用了loop()方法，全部咱們就能夠直接使用Handler了。

所以咱們能夠利用Callback這個攔截機制來攔截Handler的消息，如大部分插件化框架中的Hook ActivityThread.mH的處理。

主線程的Looper不容許退出

主線程不容許退出，退出就意味APP要掛了。

Handler裏藏着Callback能幹什麼？

Handler.Callback 有優先處理消息的權利 ，當一條消息被 Callback 處理並攔截（返回 true），那麼 Handler 的 handleMessage(msg) 方法就不會被調用了；若是 Callback 處理了消息，可是並無攔截，那麼就意味着一個消息能夠同時被 Callback 以及 Handler 處理。

建立Message實例的最佳方式

爲了節省開銷，Android給Message設計了回收機制，因此咱們在使用的時候儘可能複用Message，減小內存的消耗：

• 經過Message的靜態方法Message.obtain（）
• 經過Handler的共有方法handler.obtainMessage()

子線程裏彈Toast的正確姿式

本質上是由於Toast的實現依賴於Handler，按子線程使用Handler的要求修改便可，同理的還有就是dialog。

new Thread(new Runnable() {
  @Override
  public void run() {
    Looper.prepare();
    Toast.makeText(MainActivity.this, "不會崩潰啦！", Toast.LENGTH_SHORT).show();
    Looper.loop();
  }
}).start();

妙用Looper機制

• 將Runnable post 到主線程執行
• 利用Looper判斷當前線程是不是主線程

public final class MainThread {

    private MainThread() {
    }

    private static final Handler HANDLER = new Handler(Looper.getMainLooper());

    public static void run(@NonNull Runnable runnable) {
        if (isMainThread()) {
            runnable.run();
        }else{
            HANDLER.post(runnable);
        }
    }

    public static boolean isMainThread() {
        return Looper.myLooper() == Looper.getMainLooper();
    }

}

主線程的死循環一直運行是否是特別消耗CPU資源呢？

並非，這裏就涉及到Linux pipe/epoll機制，簡單說就是在主線程的MessageQueue沒有消息時，便阻塞在loop的queue.next()中的nativePollOnce()方法裏，此時主線程會釋放CPU資源進入休眠狀態，直到下個消息到達或者有事務發生，經過往pipe管道寫端寫入數據來喚醒主線程工做。這裏採用的epoll機制，是一種IO多路複用機制，能夠同時監控多個描述符，當某個描述符就緒(讀或寫就緒)，則馬上通知相應程序進行讀或寫操做，本質是同步I/O，即讀寫是阻塞的。因此說，主線程大多數時候都是處於休眠狀態，並不會消耗大量CPU資源。