Android(安卓)消息机制 你了解多少
级别：★★☆☆☆
标签：「Handler」「Android」「消息机制」「内存泄漏」
作者： Zoyp晨
审校： aTaller团队
Handler 原理
Handler基本使用
在Android中使用Handler来切换线程。Android不允许在子线程进行UI操作，也不允许在UI线程（主线程）进行网络请求。在开发中一个非常常见的场景是：子线程中进行网络请求，当网络请求完毕，将数据回调回主线程，这中间用到的角色就是Handler。
- 为什么Android的主线程不能进行网络请求？
用户体验不佳，视图展示卡顿 - 为什么Android的子线程不能进行UI操作？
Android的UI控件线程不安全 - 如果要进行子线程切换到主线程的操作，一定要在主线程创建handler吗？
否 - 为什么使用Handler有时会IDE会提示可能发生内存泄漏？
相信大家看完本文之后一定可以知道上面几个问题的答案
Handler源码浅析
首先介绍一下Handler体系中的四大组件：
- MessageQueue： 是一种元素为Message的单链表的数据结构，线程单例
- Looper：MessageQueue是Looper的一个成员变量，线程单例
- Message：消息的载体
- Handler：处理消息
还有一个很重要的类：ThreadLocal，Looper就是凭借着TheadLocal这个类的能力来实现线程单例。
Handler的发送消息的流程
先从最熟悉的Handler.sengMessage(Message msg)方法看起：
public final boolean sendMessage(@NonNull Message msg) { return sendMessageDelayed(msg, 0); }public final boolean sendMessageDelayed(@NonNull Message msg, long delayMillis) { if (delayMillis < 0) { delayMillis = 0; } return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis); }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); }上面三个方法的调用链依次为
sendMessage -> sendMessageDelayed -> sendMessageAtTimesendMessage方法去调用sendMessageDelayed方法，将delaytime设置为0，让Handler立即从Message队列中取出这条消息.sendMessageAtTime方法将相对时间转换为绝对时间。最后通过enqueueMessage方法来将消息入队，这里的队列就是线程单例的MessageQueue。
private boolean enqueueMessage(@NonNull MessageQueue queue, @NonNull Message msg, long uptimeMillis) { msg.target = this; //标重点 msg.workSourceUid = ThreadLocalWorkSource.getUid(); if (mAsynchronous) { msg.setAsynchronous(true); } return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis); }为什么使用匿名内部类来创建Handler的方法会有内存泄漏的风险？
就是因为上面那一句话
msg.target = this;Handler引用链
构成上面的引用链的原因：
- 匿名内部类实现的方法隐式的持有外部类的引用，通常也就是Activity
- Message的targer字段引用着Handler
- 发送的是一条延时消息，message在Messagequeue中一段事件得不到处理
接着往下看：
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) { synchronized (this) { msg.when = when; Message p = mMessages; boolean needWake; 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(); Message prev; for (;;) { prev = p; p = p.next; if (p == null || when < p.when) { break; } if (needWake && p.isAsynchronous()) { needWake = false; } } msg.next = p; prev.next = msg; } if (needWake) { nativeWake(mPtr); } } return true; }enqueueMessage方法按照延迟时间的从小到大顺序将 Message插入队列中的适当。
到这里MessageQueue的入队操作就分析完毕了
主线程开启Looper循环的流程
app的启动流程
- Zygote进程通过轮训，查询当前是否有启动app的请求消息。
- 当我们从Laucher（桌面）启动一个app时，SystemServer进程发送消息到Zygote。
- Zygote通过fork为app创建子进程
- 子进程通过反射调用
android.app.ActivityThread.main()
可以简单理解为 ActivithTread这个类是安卓中的应用程序的入口
main函数
public static void main(String[] args) { ... Looper.prepareMainLooper(); ... ActivityThread thread = new ActivityThread(); thread.attach(false, startSeq); ... Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER); Looper.loop(); throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited"); }其中与Handler机制相关的两行代码，我们挨着分析：
- prepareMainLooper
Looper.prepareMainLooper()为主线程创建了Looper实例，并通过Looper创建了MessageQueue实例，其中MessageQueue是Looper的成员变量，Looper通过Threadlocal实现了线程单例，MessagQueue当然也成为线程单例。
- loop
为主线程开启消息循环
Looper.loop(); public static void loop() { final Looper me = myLooper(); if (me == null) { throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread."); } 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; } ... try { // 这里通过msg.target 将取出的消息回调给发送消息的那个handler msg.target.dispatchMessage(msg); ... } catch (Exception exception) { if (observer != null) { observer.dispatchingThrewException(token, msg, exception); } throw exception; } finally { ThreadLocalWorkSource.restore(origWorkSource); if (traceTag != 0) { Trace.traceEnd(traceTag); } } ... msg.recycleUnchecked(); } }通过msg.target字段，将取出的消息回调给我们在主线程创建的Handler，这就是为什么前面在发送消息的流程中，我们需要Message去持有Hadnler的引用，这里就将逻辑转移到了Handler的dispatchMessage方法中，开启分发消息的流程。
Observer
还有一个平常没有注意到的东西：Observer
public static void setObserver(@Nullable Observer observer) { sObserver = observer; } public interface Observer { Object messageDispatchStarting(); void messageDispatched(Object token, Message msg); void dispatchingThrewException(Object token, Message msg, Exception exception); }我们可以通过looper注册观察者，来观察到从looper中取出后、分发前的这个时机的Message，对此进行一些打印日志或者一些其他的操作
Handler分发消息的流程
public void dispatchMessage(@NonNull Message msg) { if (msg.callback != null) { handleCallback(msg); } else { if (mCallback != null) { if (mCallback.handleMessage(msg)) { return; } } handleMessage(msg); } }绕了一大圈，终于看到 handleMessage这个方法了。dispatchMessage方法中对与message的分发有三种结果，分别是 message携带的callback字段， handler本身的callback字段，handleMessage方法，其中hadnleMessage方法应该大家平常最常用。而msg的callback字段，和handler的callback字段也是可以对消息进行处理，读者有兴趣的话可以自己去敲代码实验一下如何用前两种callback的方法对消息进行处理。
总结
我们通过对源码的分析，基于Message的传递路线绕了一圈，终于有头有尾的走了一遍下来。我们再来回顾一下：通过在主线程创建了Handler，然后在子线程中通过主线程创建的Handler实例将携带信息的message发送到handler绑定的messagequeue中，跑在主线程的Looper将message从messageQueue取出来，通过message的target字段对message调用dispatchMessage()进行分发，最终将消息回调给我们刚开始重写的handleMessage方法
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