Android Handler源码浅析

前言

Android开发的小伙伴对于Handler一定不陌生了，基本面试必问的东西，但是很多人都是死记硬背不了解原理，这样面试很容易就丢分了，所以本文将会简单带大家了解一下Hander源码的实现。因为是浅析，所以有些东西不会讲的太细，但是会带大家把源码走通。

上代码

public class HandlerActivity extends AppCompatActivity {

    private Handler mHandler = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            Log.d("lkx", (String) msg.obj);
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_handler);
    }

    /**
     * 点击发送消息
     */
    public void onClick(View view) {
        new Thread(() -> {
            Message message = Message.obtain();
            message.obj = "好好学习";
            mHandler.sendMessage(message);
        }).start();
    }
}

这应该是大家平时写到吐的代码了吧，主要是从子线程发送一条消息到主线程的过程。

消息进队列 (源码解析)

创建一个message并赋值obj参数，然后携带message调用了sendMessage方法

new Thread(() -> {
    Message message = Message.obtain();
    message.obj = "好好学习";
    mHandler.sendMessage(message);
}).start();

Handler#sendMessage sendMessage调用了sendMessageDelayed

public final boolean sendMessage(@NonNull Message msg) {
    return sendMessageDelayed(msg, 0);
}

Handler#sendMessageDelayed sendMessageDelayed调用了sendMessageAtTime

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

Handler#sendMessageAtTime sendMessageAtTime调用了enqueueMessage，这里出现了mQueue，也就是消息队列，暂时不用管，下面会解释。

public boolean sendMessageAtTime(@NonNull Message msg, long uptimeMillis) {
    MessageQueue queue = mQueue; //消息队列
    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);
}

Handler#enqueueMessage enqueueMessage调用了queue.enqueueMessage()，并把message传了进去

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);
}

消息进队列 (总结)

上面流程走完，大家是不是很懵逼，mQueue消息队列是啥玩意？ mQueue初次相遇 应该是sendMessageAtTime方法:

public boolean sendMessageAtTime(@NonNull Message msg, long uptimeMillis) {
    MessageQueue queue = mQueue;
    ...
    return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}

看起来是个成员变量，我们去成员变量找一下：

public class Handler {
	...
	final MessageQueue mQueue;
	...
}

找找在哪里赋值的:

public Handler(@Nullable Callback callback, boolean async) {
	...
	mLooper = Looper.myLooper();
	...
    mQueue = mLooper.mQueue;
    mCallback = callback;
    mAsynchronous = async;
}

原来是在两个参数的构造方法中被赋值了，调用Looper.myLooper() 拿到mLooper，然后调用mLooper.mQueue方法，也就是说mQueue是Looper的一个成员变量。

以我们目前分析的源码，只知道我们把Message放入了MessageQueue中: 在这里插入图片描述

Looper源码解析

Looper初次相遇 是在Handler两个参数的构造方法中，但是Looper并不是在这里创建的，那在哪里创建的呢？一切还要从盘古开天地说起：

在我们的程序启动后，经过一系列的启动流程，最终将会调用我们的ActivityThread.java这个类，这个类里面有个main()方法，这个main方法大家一定不会陌生：

ActivityThread#main ActivityThread的main()首先调用了Looper.prepareMainLooper，初始化了Looper

public static void main(String[] args) {
	...
     Looper.prepareMainLooper();

	...
     Looper.loop();
 }

Looper#prepareMainLooper 调用了prepare并传入了false

public static void prepareMainLooper() {
    prepare(false);
    synchronized (Looper.class) {
        if (sMainLooper != null) {
            throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
        }
        sMainLooper = myLooper();
    }
}

Looper#prepare 这里new了一个Looper，然后放进了ThreadLocal里面

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));
}

Looper#Looper Looper构造方法中初始化了一个MessageQueue

private Looper(boolean quitAllowed) {
    mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
    mThread = Thread.currentThread();
}

ThreadLocal是什么? ThreadLocal源码还是比较复杂的，所以我会专门写一篇文章来讲解，大家暂时理解为：同一个ThreadLocal在不同的线程中set和get可以实现数据隔离，线程之间互不影响。比如A线程存入一个1，B线程存储一个2，那在A线程中获取的值是1，B线程获取的值是2

public class HelloThreadLocal {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();

        new Thread(() -> {
            threadLocal.set(1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": "+threadLocal.get());
        },"线程A").start();

        new Thread(() -> {
            threadLocal.set(2);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": "+threadLocal.get());
        },"线程B").start();
    }
}

执行结果:
线程A: 1
线程B: 2

回到Looper#prepare 现在我们学会了ThreadLocal，再来看一遍这个代码，这里有一个判断，如果ThreadLocal获取的值不为空，就会抛出异常，否则就存储一个Looper到当前线程，这里用了ThreadLocal的特性，可以保证我们一个线程最多只有一个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));
}

回到ActivityThread#main 上面我们已经分析完了Looper.prepareMainLooper()，会创建一个Looper对象存到ThreadLocal，现在我们看到main()还执行了Looper.loop()方法。

public static void main(String[] args) {
	...
     Looper.prepareMainLooper();

	...
     Looper.loop();
 }

Looper#loop loop方法中的代码特别多，这里我们精简之后大概还剩这么多代码：

通过myLooper()从ThreadLocal中拿到我们存放的Looper对象me
从me中拿到Looper的消息队列queue
创建一个死循环不停地从queue消息队列中取数据
如果数据为null就直接return，如果有数据就调用Handler的dispatchMessage方法

public static void loop() {
    final Looper me = myLooper();
	...
    final MessageQueue queue = me.mQueue;
	...
    for (;;) {
        Message msg = queue.next();
        if (msg == null) {
            return;
        }
        ...
        msg.target.dispatchMessage(msg); //如果消息不等于null,就会走这里
    }
    ...
}

Handler#dispatchMessage 如果消息队列循环不等于null，就会走这个方法，然后调用handleMessage(msg)

public void dispatchMessage(@NonNull Message msg) {
    if (msg.callback != null) {
        handleCallback(msg);
    } else {
        if (mCallback != null) {
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                return;
            }
        }
        handleMessage(msg);
    }
}

Handler#handleMessage 这个方法是一个空实现，最终由用户定义的Handler子类实现。

public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
}

自己的定义的Handler#handleMessage 会回调到我们自己的Handler的handleMessage方法，并传回Message

private Handler mHandler = new Handler() {
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        super.handleMessage(msg);
        Log.d("lkx", (String) msg.obj);
    }
};

大概流程好像是走通了...

总结

上面已经简单分析了Handler的核心源码，可能很多人还是无法把这个流程串起来，所以我们简单总结一下：

在用户打开APP的时候就会执行ActivityThread的mian()。
main()方法中会调用Looper.prepareMainLooper()创建一个Looper存入ThreadLocal中。
main()方法创建完Looper后会调用Looper.loop()。
loop方法会创建死循环不停地从MessageQueue中获取消息。
如果拿到消息就会回调我们的Handler.handleMessage()方法。
ooooooooooooo上面的消息循环机制已经开始执行oooooooooooooooo
现在用户创建一个消息，并调用Handler.sendMessage(message)。
最终会调用到queue.enqueueMessage()，将Message方法MessageQueue中。
如果消息队列有消息了，就会执行上面的第5步，这里就形成了一个完整的闭环。

在这里插入图片描述

常见面试题
一个线程可以有几个Handler?

一个线程可以有多个Handler。

一个线程可以有几个Looper?怎么保证的?

一个线程只能有一个Looper，在线程创建的时候会调用Looper.prepare()方法进行初始化，它会创建new一个Looper对象并存到ThreadLocal中，当再次创建Looper对象的时候，会先从ThreadLocal中取出Looper，如果不为空就直接抛出异常，这样就可以保证一个线程只能有一个Looper了。

子线程中可以使用Handler吗?

子线程可以使用Handler，但是需要我们自己去创建Looper，所以我们需要调用Looper.prepare()进行初始化，然后再调用Looper.loop()进行循环。

Message如何创建更好?

我们可以直接使用new Message()进行创建，但是这样不好，推荐使用Message.obtain()进行创建，这样可以复用Message，减少对象的频繁创建，避免内存抖动。

Handler会引起内存泄露吗?为什么?

Handler会引起内存泄露，如果发送一个延迟的Message，当延迟还没有结束的时候销毁了Activity，这个时候因为Message持有Handler的引用，Handler是内部类默认持有外部类的引用，所以Activity无法被回收，就会引起内存泄露。

Handler内存泄露怎么解决?

可以把Handler改为静态内部类的方式，然后使用弱引用持有Activity的引用，GC在回收对象的时候，遇到弱引用会直接回收掉，就可以避免内存泄露了。

Android Handler源码浅析

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消息进队列 (源码解析)

消息进队列 (总结)

Looper源码解析

总结

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