带着问题分析Android|带着问题分析Android Handler
背景
Android 中的 Handler 在Android 中的重要性,想必不用多说了。网上也有一堆分析Handler 的文章,说实话写的都很不错,看完也会觉得受益匪浅,但是在面试的时候面试官问到Handler 机制的时候总有那么一两个问题答不上来,这是为什么呢?究其原因是因为自己没看过源码,或者对源码的理解不够。本文就结合在面试中被问到的问题从源码中去找答案,并做一个总结。
面试中常碰到哪些问题
- Handler 是如何工作的?
- Handler 为什么会导致内存泄露?
- 一个Activity 中可否有多个Handler?
- 在一个新的线程中如何新建新Handler?
- 一个线程中可否存在多个Handler?
- Handler 中send 方法和post方法有什么区别?
- postDelay 方法中 delay 的时间存在哪?
- 一个线程中可否存在多个Looper?
- ThreadLocal 这个类的作用是什么?
- 往MessageQueue 中插入消息是否有上限?
- Looper 的loop 方法是阻塞方法,为什么不会造成ANR?
解答 Handler 是如何工作的?
我们先从Handler 的基本使用入手。
伪代码:
MainActivity.java
// Acricity中 新建Handler 实例
final Handler handler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
if (msg.what == 1) {
// TODO:主线程处理消息
}
}
};
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// TODO:子线程耗时操作
handler.sendEmptyMessage(1);
}
}).start();
我们来看看
new Handler()
都做了些什么。handler.sendEmptyMessage(1)
又是怎么让消息回到handleMessage(Message msg)
方法中的。先来看
new Handler()
Handler.java
public Handler() {
this(null, false);
}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;
}
构造方法很简单,主要的就三行
mLooper = Looper.myLooper();
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = callback;
//注意这里callback 为null.
就是初始化了 mLooper 和mQueue,这样,一个handler 实例就构造出来了。
接着我们看
handler.sendEmptyMessage(1)
Handler.java
public final boolean sendEmptyMessage(int what){
return sendEmptyMessageDelayed(what, 0);
}public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
Message msg = Message.obtain();
msg.what = what;
return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);
}
这里先是拿到一个
Message
,what
赋值给msg.what
,继续将这个Message
发送出去,往下看。Handler.java
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis){
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}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);
}private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
这里主要是后面两个方法,先是拿到mQueue 这个对象,然后调用
queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
这个方法,将这条Message 添加到mQueue 中。注意这句msg.target = this;
,这里的this 指的是当前handler 这个对象,后面会用到。到这里handler 发送消息的部分就完成了。
是不是有疑问,这里只有发送消息却没有处理消息啊?别着急,前面Handler 的构造方法里面有一个mLooper,这个mLooper 是什么呢,又是做什么用的呢?回到Handler 的构造方法中, mLooper 是通过Looper 的静态方法进行初始化的,打开Looper这个类看看。
Looper .java
public static @Nullable Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}
这里通过
sThreadLocal.get();
方法获取到的Looper ,先不管sThreadLocal
这个对象是什么,既然有get(),肯定有一个地方调了set()方法把Looper设置进去了。由于Activity 中的Handler 有点特殊,Android 系统在启动Activity 的之前就调用了Looper.prepareMainLooper();
和Looper.loop();
,看看这两个方法。先看
prepareMainLooper()
Looper .java
public static void prepareMainLooper() {
prepare(false);
synchronized (Looper.class) {
if (sMainLooper != null) {
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
}
sMainLooper = myLooper();
}
}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));
}private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
这里就是调用了
prepare()
方法,并调用了sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
这里new 了一个Looper 对象,在这个Looper 里面又new 了一个MessageQueue,前面Handler 的构造方法里面初始化的mQueue 就是这里的这个MessageQueue 了。到这里Looper 有了,MessageQueue 有了,Handler 也有了。前面说了Android 系统在启动Activity 的之前就调用了
Looper.prepareMainLooper();
和Looper.loop();
我们再看看
Looper.loop();
里面的代码。代码有点长,我删除了无关紧要的代码。
Looper .java
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
...
final MessageQueue queue = me.mQueue;
...
for (;
;
) {
Message msg = queue.next();
// might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}...
msg.target.dispatchMessage(msg);
...
msg.recycleUnchecked();
}
}
可以看到,这里先是拿到looper,再取出looper中的MessageQueue, 然后进入一个死循环中,调用
queue.next();
取出queue中的Message(有Message则取出,无则阻塞)。然后调用msg.target.dispatchMessage(msg);
这里的msg.target
前面讲了是当前的Handler 对象,所有这里实际调用的是Handler 的 dispatchMessage(msg);
,最终代码将执行到handleMessage(Message msg)
中。于是整个消息分发流程结束。总结一下,Handler 的工作方式就是,先是有一个Looper 和 一个MessageQueue, Looper 一直去查询MessageQueue 中是否有Message。当Handler 发送一条Message,该条Message 就会被添加到MessageQueue中,Looper 查询MessageQueue 中存在Message并取出来,再将这个Message 交给Handler 去处理。
几个类的作用
Handler: 发送Message 并处理Message.
MessageQueue: 维护Message 队列,插入和取出Message.
Looper : 轮询 MessageQueue 中的Message,取出Message 并交由Handler 处理。
一个Activity 中可否有多个Handler?
答案是可以的,在一个Activity 中你想new 几个Handler 就new 几个。在Handler 的
enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis)
方法中private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
从
msg.target = this;
这句代码也可以看出,使用哪个Handler 对象发送消息,最终消息还是会回到发送该消息的Handler 中处理。一个线程中可否存在多个Handler?
同上。
在一个新的线程中如何新建新Handler?
先来写段代码测试一下直接在一个新的线程中new 出一个Handler 看看会发生什么。
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_handler_test);
// 新开一个线程
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 线程中创建Handler
Handler handler = new Handler();
}
}).start();
}
简单的代码,点击运行,程序直接Crash了,下面是错误信息。
java.lang.RuntimeException: Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()意思是在线程中没有调用
Looper.prepare()
就不能创建handler 。既然这样我们就在创建Handler之前调一下
Looper.prepare()
看看。new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
Handler handler = new Handler();
Looper.loop();
}
}).start();
点击运行,程序能正常运行了。上面的代码在run()结尾的地方加了
Looper.loop()
这句代码,有这句代码才能使整个Handler 机制生效。下面来分析一下到底为什么要这么写。回到Handler 的构造方法中,具体代码就不贴了(前面贴过了),有这么几句,
mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread " + Thread.currentThread()
+ " that has not called Looper.prepare()");
}
在Handler 的构造方法中,通过
Looper.myLooper()
获取到一个空的Looper,所以这里抛出了一个异常。再看下
Looper.prepare()
和 Looper.myLooper()
的代码public static void prepare() {
prepare(true);
}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 @Nullable Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}
可以看到prepare()方法里面初始化了一个Looper对象,并把它set 到sThreadLocal这个对象里面,因此在通过
Looper.myLooper()
之前必须先调用Looper.prepare()
。前面还有一句代码没说
Looper.loop()
,为什么要调用这个?因为
Looper.prepare()
和Handler handler = new Handler()
只是初始化了Looper和Handler,也就是只是将消息循环机制的条件准备好了,整个机制还未真正起作用,真正使整个消息机制起作用的就是 Looper.loop()
这句代码(前面贴过代码这里就不再贴了)。因此要在一个新的线程中使用Handler,必须先在这个线程中调用
Looper.prepare()
来初始化一个Looper,最后再调用Looper.loop()
使整个Handler 机制生效。那为什么在Activity 中可以不用调用
Looper.prepare()
就能直接 new Handler 呢?前面已经说过了,由于Activity 中的Handler 有点特殊,Android 系统在启动Activity 的之前就调用了Looper.prepareMainLooper();
和Looper.loop();
,所以我们能在Activity 中直接使用Handler。Handler 中send 方法和post方法有什么区别?
【带着问题分析Android|带着问题分析Android Handler】
post()
方法最终还是调到send()
方法里面去的,这个没什么好说的,源码跟进去看一下就好了。postDelay 方法中 delay 的时间存在哪?
一个线程中可否存在多个Looper?
ThreadLocal 这个类的作用是什么?
往MessageQueue 中插入消息是否有上限?
Looper 的loop 方法是阻塞方法,为什么不会造成ANR?
Handler 为什么会导致内存泄露?
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