Handler总结
Android几乎就是Handler消息传递： 那么是怎么创建的？ Handler的用途是干什么的？ 在android 中Handler 用于线程间的切换（子线程到主线程， 子线程到子线程）都可以发送消息
创建过程（是怎么创建的？ 怎么进行消息发送？ Handler、Looper、MessageQueue、Message之间存在什么样的关系？）
Android 启动时运行ActivityThread 类里面的 Main方法：
public static void main(String[] args) {
//....省略代码
// Looper.prepareMainLooper 就是Android 创建Handler 的入口
Looper.prepareMainLooper();
//....省略代码
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false, startSeq);
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}
if (false) {
Looper.myLooper().setMessageLogging(new
LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
}
// End of event ActivityThreadMain.
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}
**Looper.prepareMainLooper 就是Android 创建Handler 的入口, 并且对应的 Looper.loop（）。 可以看出prepareMainLooper（） 函数 是准备Looper, loop() 就是一个循环， **
prepareMainLooper函数
@Deprecated
public static void prepareMainLooper() {
prepare(false);//准备
synchronized (Looper.class) {
if (sMainLooper != null) {
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
}
sMainLooper = myLooper();
}
}
prepareMainLooper（） -》 prepare（）调用下面方法 加入 ThreadLocal（）中一个Looper（）实例
// sThreadLocal.get() will return null unless you've called prepare().
@UnsupportedAppUsage
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));
}
加入Looper 实例后 Looper（）构造函数里创建了 MessageQueue（） 和 获取当前线程
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
总结1：一个线程里面只有一个Looper，一个MessageQueue，可以有多个Handler
总结2：如果要在线程中创建 Looper ,那么一定会有Looper.prepareLooper() 和 Looper.loop() 两个对应
总结3：每个线程 创建 Looper 流程： (创建前 Looper 准备好prepare() ) ->加入Looper()(构造方法里面 创建 MessageQueue) -> （创建多个Handler 接收、发送消息）-> 调用Looper.loop()
准备好Looper后 就是获取Handler：
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false, startSeq);
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}
从ActivityThread 中 的 getHandler() 获取主线程的MainThreadHandler， getHandler()获取的又是 final H mH = new H(); 这个实例， class H extends Handler ,H 类继承Hnadler, 那么H 类是用来干嘛的？
看 H类的 handleMessage(也就是 Handler 回调的方法)：
public void handleMessage(Message msg) {
if (DEBUG_MESSAGES) Slog.v(TAG, ">>> handling: " + codeToString(msg.what));
switch (msg.what) {
case BIND_APPLICATION:
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "bindApplication");
AppBindData data = (AppBindData)msg.obj;
handleBindApplication(data);
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
break;
case RECEIVER:
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "broadcastReceiveComp");
handleReceiver((ReceiverData)msg.obj);
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
break;
case CREATE_SERVICE:
if (Trace.isTagEnabled(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER)) {
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER,
("serviceCreate: " + String.valueOf(msg.obj)));
}
handleCreateService((CreateServiceData)msg.obj);
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
break;
//....省略代码
case DUMP_ACTIVITY:
handleDumpActivity((DumpComponentInfo)msg.obj);
break;
case RELAUNCH_ACTIVITY:
handleRelaunchActivityLocally((IBinder) msg.obj);
break;
//....省略代码
}
Object obj = msg.obj;
if (obj instanceof SomeArgs) {
((SomeArgs) obj).recycle();
}
if (DEBUG_MESSAGES) Slog.v(TAG, "<<< done: " + codeToString(msg.what));
}
}
msg.what中看出 CREATE_SERVICE 是创建Service的, 也就是说我们Android 四大组件的管理都在此处进行。
上面是主线程创建Handler、 Looper、MessageQueue、Message过程,
Handler 使用分析创建过程
当我们在Activity创建Hnadler时 会 mQueue = mLooper.mQueue;赋值。（ 获取 当前线程中Looper 创建的MessageQueue对象）。
当Handler发送消息时(不管调用什么方法)最终会到 sendMessageAtTime（） 方法， 同时 获取实例 MessageQueue， 通过enqueueMessage（）方法加入Message消息
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);
}
将当前Handler赋值给Message的target，并调用MessageQueue 的enqueueMessage方法。（uptimeMillis 延迟发送时间）MessageQueue不是队列，而是单向链表， enqueueMessage方法如何把消息添加队列的？
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);
}
enqueueMessage方法如何把消息添加队列的：（enqueueMessage 中的 msg.next = p; 加入到单向链表）
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
//....省略代码
synchronized (this) {
//....省略代码
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
// 根据 when 进行顺序排序，将消息插入到其中
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 {
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
// 找到 合适的节点
Message prev;
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
//插入数据
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;
}
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
//唤醒 MessageQueue 的 next()方法 中的nativePollOnce()
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);
}
}
return true;
}
消息添加成功后，怎么回调到Handler 的呢？ 这时我们Looper 就派上了用场， 创建Looper时 会调用public static void loop() 这个方法来一直循环 MessageQueue 里面的 Message 消息内容：
public static void loop() {
//获取当前Looper
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
if (me.mInLoop) {
Slog.w(TAG, "Loop again would have the queued messages be executed"
+ " before this one completed.");
}
me.mInLoop = true;
//获取当前Looper对应得MessageQueue
final MessageQueue queue = me.mQueue;
//确保该线程的标识是本地进程的标识，并跟踪该标识令牌实际上是什么。
// Make sure the identity of this thread is that of the local process,
// and keep track of what that identity token actually is.
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
// Allow overriding a threshold with a system prop. e.g.
// adb shell 'setprop log.looper.1000.main.slow 1 && stop && start'
final int thresholdOverride =
SystemProperties.getInt("log.looper."
+ Process.myUid() + "."
+ Thread.currentThread().getName()
+ ".slow", 0);
boolean slowDeliveryDetected = false;
for (;;) {
// （1）使用获取到得 MessageQueue 来取Message值，如果没有值就会停在这里等待值得到来
//怎么取值得？
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
//省略代码......
long origWorkSource = ThreadLocalWorkSource.setUid(msg.workSourceUid);
try {
//调用当前 msg 的 Handler（msg.target 就是一个Handler） 给 dispatchMessage(Handler)方法
msg.target.dispatchMessage(msg);
if (observer != null) {
observer.messageDispatched(token, msg);
}
dispatchEnd = needEndTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
} catch (Exception exception) {
if (observer != null) {
observer.dispatchingThrewException(token, msg, exception);
}
throw exception;
} finally {
ThreadLocalWorkSource.restore(origWorkSource);
if (traceTag != 0) {
Trace.traceEnd(traceTag);
}
}
//省略代码......
msg.recycleUnchecked();
}
}
msg.target.dispatchMessage(msg); 中 msg.target 就是Handler, 当Message msg = queue.next() 取到消息后就 调用 Handler 的 dispatchMessage 方法：
public void dispatchMessage(@NonNull Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
dispatchMessage:(方法调用解释)
从中我们可以了解到对于Message消息，我们有三种处理方式：
1.通过Message对象的callback进行处理
2.通过Handler类的Callback 接口进行处理
3.通过重写Handler类的方法handleMessage进行处理
并且这三个是由顺序的，只要其中的任意一个队消息进行了处理，后面的方法对消息的处理都不会调用啦。那么问题来了，这三种方式怎么用呢？
第一种
public static Message obtain(Handler h, Runnable callback) {
Message m = obtain();
m.target = h;
m.callback = callback;
return m;
}
第二种
public Handler(Callback callback) {
this(callback, false);
}
public Handler(Looper looper, Callback callback) {
this(looper, callback, false);
}
第三种
private Handler handler = new Handler(){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
/*
* 获取到消息之后，对message进行一些处理
*/
}
};
回到Looper.loop() 中，它通过无限循环获取消息 Message msg = queue.next(); // might block 当无消息时就会停在这里 一直等消息, 看queue.next() 函数：
@UnsupportedAppUsage
Message next() {
//省略代码...
for (;;) {
//省略代码...
//调用Native 的Epoll方法中。。。
// 通过 epoll_wait 等待消息，等待 nextPollTimeoutMillis 时长
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
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) {
// Stalled by a barrier. Find the next asynchronous message in the queue.
//问题：这个target == null 时 发送的什么消息？
// 获得一个有效的消息
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
if (msg != null) {
if (now < msg.when) {// 说明需要延迟执行，通过； nativePollOnce 的 timeout 来进行延迟
// Next message is not ready. Set a timeout to wake up when it is ready.
// 获取需要等待执行的时间
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
} else {// 立即执行的消息，直接返回
// 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();
//这个时候取到Msg 返回
return msg;
}
} else {
// No more messages.
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
// Process the quit message now that all pending messages have been handled.
if (mQuitting) {
dispose();
return null;
}
//省略代码...
}
//省略代码...
// 如果执行了 idle handlers 的内容，现在消息可能已经到了执行时间，所以这个时候就不等待了，再去检查一下消息是否可以执行， nextPollTimeoutMillis 需要置为 0
nextPollTimeoutMillis = 0;
}
}
总结3：创建Handler 发送\接收消息 流程:
graph TD
handler的sendMessage --> sendMessageAtTime --> Handler的enqueueMessage --> 到MessageQueue的enqueueMessage --> msg.next给Message --> Looper.loop方法循环取值 --> MessageQueue的next循环返回值 --> Looper.loop取到msg后调用msg.target.dispatchMessage返回给Handler
总结4：Handler 怎么实现线程切换
当在A线程中创建handler的时候，同时创建了MessageQueue与Looper，Looper在A线程中调用loop进入一个无限的for循环从MessageQueue中取消息，当B线程调用handler发送一个message的时候，会通过msg.target.dispatchMessage(msg);将message插入到handler对应的MessageQueue中，Looper发现有message插入到MessageQueue中，便取出message执行相应的逻辑，因为Looper.loop()是在A线程中启动的，所以则回到了A线程，达到了从B线程切换到A线程的目的。
Handler 还有一个重要的功能就是发送消息屏障（Message）
为什么需要发送屏障消息？ Message 可分为3种：
1.普通消息
2.屏障消息
3.异步消息
首先看 发送屏障消息的方式
@UnsupportedAppUsage
@TestApi
public int postSyncBarrier() {
return postSyncBarrier(SystemClock.uptimeMillis());
}
private int postSyncBarrier(long when) {
// Enqueue a new sync barrier token.
// We don't need to wake the queue because the purpose of a barrier is to stall it.
synchronized (this) {
final int token = mNextBarrierToken++;
final Message msg = Message.obtain();
msg.markInUse();
msg.when = when;
msg.arg1 = token;
Message prev = null;
Message p = mMessages;
if (when != 0) {
while (p != null && p.when <= when) {
prev = p;
p = p.next;
}
}
if (prev != null) { // invariant: p == prev.next
msg.next = p;
prev.next = msg;
} else {
msg.next = p;
mMessages = msg;
}
return token;
}
}
可以去看 Hnadler 发送Message 时（Handler的 enqueueMessage 方法里面）
msg.target = this;
这么重要的一个赋值操作，但是屏障消息的 target = null 所以在消息loop() 的时候，MessageQueue next()取值是先判断
if (msg != null && msg.target == null) {//2、遇到屏障 msg.target == null
// Stalled by a barrier. Find the next asynchronous message in the queue.
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());//3、遍历消息链表找到最近的一条异步消息
}
这是先取消息屏障，再获取里面的异步消息，加入Message链表。这就完成了消息屏障 的 发送 和 取值。
屏障消息就是为了确保异步消息的优先级，设置了屏障后，只能处理其后的异步消息，同步消息会被挡住，除非撤销屏障。
同步屏障为Handler消息机制增加了一种简单的优先级机制
根据发送同步屏障的方法我们可以看出 ：再ViewRootImpl中的方法
void scheduleTraversals() {
if (!mTraversalScheduled) {
mTraversalScheduled = true;
//发送一个消息屏障
mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
//发送一个异步消息？ 那么这个消息再干什么呢
mChoreographer.postCallback(
Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
notifyRendererOfFramePending();
pokeDrawLockIfNeeded();
}
}
跟随方法 到类 Choreographer 中：最终调用了postCallbackDelayedInternal 这个方法
@UnsupportedAppUsage
@TestApi
public void postCallback(int callbackType, Runnable action, Object token) {
postCallbackDelayed(callbackType, action, token, 0);
}
@UnsupportedAppUsage
@TestApi
public void postCallbackDelayed(int callbackType,
Runnable action, Object token, long delayMillis) {
if (action == null) {
throw new IllegalArgumentException("action must not be null");
}
if (callbackType < 0 || callbackType > CALLBACK_LAST) {
throw new IllegalArgumentException("callbackType is invalid");
}
postCallbackDelayedInternal(callbackType, action, token, delayMillis);
}
private void postCallbackDelayedInternal(int callbackType,
Object action, Object token, long delayMillis) {
if (DEBUG_FRAMES) {
Log.d(TAG, "PostCallback: type=" + callbackType
+ ", action=" + action + ", token=" + token
+ ", delayMillis=" + delayMillis);
}
synchronized (mLock) {
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
final long dueTime = now + delayMillis;
mCallbackQueues[callbackType].addCallbackLocked(dueTime, action, token);
if (dueTime <= now) {
//
scheduleFrameLocked(now);
} else {
//发送一个异步消息 最终还是走到 Handler的sendMessageAtTime方法
Message msg = mHandler.obtainMessage(MSG_DO_SCHEDULE_CALLBACK, action);
msg.arg1 = callbackType;
msg.setAsynchronous(true);
mHandler.sendMessageAtTime(msg, dueTime);
}
}
}
（Choreographer这个是界面刷新需要的 比如 60HZ 屏幕刷新只需要 16.7ms）学了UI 绘制流程才来学习这个
面试常问题
- Handler 的基本原理
- 子线程中怎么使用 Handler
- MessageQueue 获取消息是怎么等待
- 为什么不用 wait 而用 epoll 呢？
- 线程和 Handler Looper MessageQueue 的关系
- 多个线程给 MessageQueue 发消息，如何保证线程安全
- Handler 消息延迟是怎么处理的
- View.post 和 Handler.post 的区别
- Handler 导致的内存泄漏
- 非 UI 线程真的不能操作 View 吗 引用外面其他博主答案
