Handler机制详解

ITJL博客

一、什么是Handler机制

定义:

Handler是用来结合线程的消息队列来发送、处理"Message对象"和"Runnable对象"的工具。

通常的来说,就是我们在线程之间处理消息通知及任务调度的工具。

二、Handler机制原理

先捋一遍源码,画个时序图,然后等下逐一说明。

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  • 相关类

    Handler机制的实现离不开与之相关的其他三个类,Message是Handler发送的消息实体,大部分的消息都是通过Message来封装传递的;MessageQueue是用来将消息按顺序排队的队列;Looper本质就是一个循环,不停的从MessageQueue中取出消息然后处理。

  • 执行过程

    首先,如上图所示任务的开始是由创建一个Message开始的,Message创建完毕后交给Handler对象发送,sendMessagesendMessageDelay最终都是在底层调用了sendMessageAtTime()方法,将Message对象放入MessageQueue中的。

    之后,由Looperloop()方法循环从MessageQueue中取出Message对象,调用message.getTarget ()获取到发送消息的Handler对象,然后再调用handler.dispatchMessage()方法将信息分发给对应handler执行。

    最后,Handler在dispatchMessage()方法中判断是否有callback 存在,存在则执行callback的onMessageHandler(),最终交由Message.callback执行;否则则执行handler的onMessageHandler()方法。

    
    public interface Callback {// callback接口
        public boolean handleMessage(Message msg);
    }
    
    public void handleMessage(Message msg) {
    
    }
    
    public void dispatchMessage(Message msg) {
        if (msg.callback != null) {
            /* 
            * callback是msg中的一个字段,是一个Runnable对象,
            * 当通过handler.post方法发送一个runnable的时候就会被封装到这个msg中
            */
            handleCallback(msg); 
            /*
            * 此方法是Handler中的一个静态方法,方法体:message.callback.run();
            * 只有这一句,可以看出是直接调用的run()方法,没有新建线程,
            * 否则也不符合这里线程通信了。
            */
        } else {
            if (mCallback != null) { // mCallback就是上面接口的对象
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    /*
                    * 如果返回true直接return结束方法,
                    * 不再调用handler中的handleMessage方法。
                    */
                    return;
                }
            }
            handleMessage(msg);// handler中的消息处理方法
        }
    }   
    
    

三、其他的相关问题

  1. 一个线程几个 Looper,几个 Handler,Looper 如何确定是哪个 Handler?

    一个线程只有一个Looper来处理MessageQueue中的消息;Handler可以有多个,用来发送及处理消息。Looper不需要确定是那个Handler发送过来的消息,因为Message有个targ字段封装了发送他的handler,系统直接通过message.getTarg().hanldMessage();就可以调用到handler的处理消息方法。

  2. 两个均不是主线的线程如何用Handler通信

    在阐述这个问题时难免又要回到Handler的机制说明上;线程间的通信关键是Handler的创建,而Handler的创建本质需要一个Looper对象的存在。

    Android默认在主线程中初始化了一个Looper(详见android.app.ActivityThread->Looper.prepareMainLooper()),其他线程都需要自己手动创建Looper;一个线程能够使用Handler处理消息,是必须要有Looper和MessageQueue的。

    下面回到具体问题,两个都不是主线程的线程需要通过Handler通信改如何操作?根据上面的分析我们知道:

    1. 需要在处理逻辑的线程Thread1创建Looper,有了Looper之后才能创建Handler;
    2. 之后在需要发消息的线程Thread2使用Thread1的handler对象发送Message;

    有了理论,之后撸一把代码:

    
    public class MainActivity extends ComponentActivity {
        private static final String TAG = "MainActivity";
        private Looper looper2;
        private Thread1 thread1;
        private Thread thread2;
        private Handler child1Handler, child2Handler;
    
        @Override
        protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            initView();
        }
    
        private void initView() {
            setContentView(R.layout.activity_main);
            thread1 = new Thread1("ChildThread1");
            thread2 = new Thread2("ChildThread2");
            thread1.start();
            thread2.start();
        }
    
        private void initHandler() {
            child1Handler = new Handler(thread1.getLooper()) {
                @Override
                public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
                    String ms = (String) msg.obj;
                    Log.e(TAG, "当前线程:" + Thread.currentThread().getName() + "  消息:" + ms);
                    try {
                        Thread.sleep(1500);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    Message message = Message.obtain();
                    message.obj = "你好,我是" + Thread.currentThread().getName() + "!";
                    child2Handler.sendMessage(message);
                }
            };
    
            child2Handler = new Handler(looper2) {
                @Override
                public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
                    String ms = (String) msg.obj;
                    Log.w(TAG, "当前线程:" + Thread.currentThread().getName() + "  消息:" + ms);
                    try {
                        Thread.sleep(1500);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    Message message = Message.obtain();
                    message.obj = "你好,我是" + Thread.currentThread().getName() + "!";
                    child1Handler.sendMessage(message);
                }
            };
        }
    
        class Thread1 extends HandlerThread {
            public Thread1(String name) {
                super(name);
            }
        }
    
        class Thread2 extends Thread {
            public Thread2(String name) {
                super(name);
            }
    
            @Override
            public void run() {
                Looper.prepare();
                looper2 = Looper.myLooper();
                initHandler();
                Message message = Message.obtain();
                message.obj = "你好,我是" + Thread.currentThread().getName() + "!";
                child2Handler.sendMessage(message);
                Looper.loop();
            }
        }
    }
    
    

四、Handler的内存泄露

Handler是引发内存泄露的大户,其根源还是在于Handler机制的设计结构上;

  1. 原因:

    Message对象必须持有一个Handler的引用才能顺利分发任务。而如果MessageMessageQueue中不能及时被取出执行,则会导致MessageQueue长时间的持有Message对象;一般情况下我们会在Activity中以内部类的形式创建Handler;这就导致了一系列的连锁反应:

    Activity 被 Handler持有,Handler被Message持有,Message被MessageQueue持有,MessageQueue中任务积压,或者是本来就是个延时任务;这就导致了内存溢出。

  2. 解决办法:

    根据上述的原因我们只需要能在Handler和Activity之间断开联系,既能保证内存不再泄露;

    1)内部类是在类对象创建后作为对象的一个成员存在的,而静态内部类则是在类class文件加载时就创建了,不再与外部类对象关联;因此我们可以将handler声明为静态内部类。

    2)我们都知道Hander还有个内部接口Callback和与之对应的构造函数Handler(Callback callback)

    
    /**
     * 实现回调弱引用的Handler
     * 防止由于内部持有导致的内存泄露 
     * 传入的Callback不能使用匿名实现的变量,必须与使用这个Handle的对象的生命周期一致,
     * 否则会被立即释放掉了
     */
    public class WeakRefHandler extends Handler {
        private WeakReference<Callback> mWeakReference;
    
        public WeakRefHandler(Callback callback) {
            mWeakReference = new WeakReference<Handler.Callback>(callback);
        }
    
        public WeakRefHandler(Callback callback, Looper looper) {
            super(looper);
            mWeakReference = new WeakReference<Handler.Callback>(callback);
        }
    
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            if (mWeakReference != null && mWeakReference.get() != null) {
                Callback callback = mWeakReference.get();
                callback.handleMessage(msg);
            }
        }
    }
    
    

    接下来就是使用,由于是弱引用,当该类需要被回收时,就可以直接被回收掉:

    
    private Handler.Callback mCallback = new Handler.Callback() {
        @Override
        public boolean handleMessage(Message msg) {
            switch(msg.what){
               return true;
            }
        };
    private Handler mHandler = new WeakRefHandler(mCallback);
    
    

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