Handler
概要
Handler用于线程间的消息传递，它能够将一个线程中的工作切换到另一个线程执行。切换的指标线程与Handler外部持有的Looper所在线程统一。若初始化Handler时未手动设置Looper，Handler会通过ThreadLocal获取并持有以后（初始化Handler时）线程的Looper。当Handler发送一条音讯后，这条音讯会进入指标线程的MessageQueue，指标线程的Looper扫描并且取出音讯，最终由Handler执行这条音讯。
结构器
Handler的结构器大抵分为以下两种：
public Handler(Callback callback, boolean async){}
public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async){}
复制代码结构器的参数列表：
- callback：Handler解决音讯的接口回调，执行音讯时可能会调用该接口。
- async：默认false，若该值为true，则音讯队列中的所有音讯均是AsyncMessage。AsyncMessage的概念请看后续章节。
- looper：音讯的查问者，会一直轮询查看MessageQueue是否有音讯。
若调用者传递Looper，间接应用该Looper；否则通过ThreadLocal从以后线程中获取Looper。所以执行工作所在的指标线程不是创立Handler时所在的线程，而是Looper所在的线程。
sendMessageAtTime
无论是应用post(Runnable r)还是sendMessage(Message m)发送音讯，最终都会执行到sendMessageAtTime办法。该办法指定了Message的执行者（msg.target=handler）和调用机会（msg.when）。
dispatchMessage
dispatchMessage办法用于执行当时注册的Message和Handler回调，源码如下：
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
复制代码能够发现回调的优先级是：Message的回调>Handler的回调（结构器章节中的callback）>Handler子类重写的handleMessage办法。
ThreadLocal
ThreadLocal是一个线程外部的数据存储类，用于寄存以线程为作用域的数据，在不同的线程中能够持有不同的数据正本。通过ThreadLocal就能够很不便的查找到以后线程的Looper。ThreadLocal外部实现的UML类图如下：
通过ThreadLocal查找Looper的流程如下：
- 通过Thread.currentThread()获取以后线程对象。
- 取出线程对象持有的ThreadLocalMap对象。
- 以本身为key，获取ThreadLocalMap中对应Entry的value。
Looper
Looper在Handler中扮演着音讯循环的角色。它会一直查问MessageQueue中是否有音讯。当没有音讯时Looper将始终阻塞。
若以后线程没有Looper，且调用者未传Looper，Handler会因为未获取Looper而报错。解决办法是通过Looper.prepare在以后线程手动创立一个Looper，并通过Looper.loop开启音讯循环：
new Thread("Thread#2") {
@override
public void run() {
Looper.prepare();
Handler handler = new Handler();
Looper.loop();
}
}
复制代码Looper提供了quit和quitSafely两种形式来退出一个Looper。区别在于前者会间接退出；后者则是在解决完音讯队列的已有音讯后才平安退出。
Looper所在的线程会始终处于运行状态，所以倡议音讯处理完毕后及时退出Looper，开释线程。
MessageQueue
MessageQueue是音讯的存储队列，外部提供了很多精彩的机制。
IdleHandler
IdleHandler实质上只是一个形象的回调接口，没有做任何操作：
/**
* Callback interface for discovering when a thread is going to block
* waiting for more messages.
*/
public static interface IdleHandler {
/**
* Called when the message queue has run out of messages and will now
* wait for more. Return true to keep your idle handler active, false
* to have it removed. This may be called if there are still messages
* pending in the queue, but they are all scheduled to be dispatched
* after the current time.
*/
boolean queueIdle();
}
复制代码看上述正文能够理解，MessageQueue会在将要进入阻塞时执行IdleHandler的queueIdle办法，队列阻塞的触发机会是：
- 音讯队列没有音讯。
- 队首音讯的执行工夫大于以后工夫。
当咱们心愿一个工作在队列下次将要阻塞时调用，就能够应用IdleHandler。在Android工程中最常见的例子就是：给Activity提供生命周期以外的回调。
比方我心愿在布局绘制实现后执行某个操作，然而Activity的onStart和onResume回调均在View绘制实现之前执行，能够看看onResume的官网正文：
/**
* ...
* <p>Keep in mind that onResume is not the best indicator that your activity
* is visible to the user; a system window such as the keyguard may be in
* front. Use {@link #onWindowFocusChanged} to know for certain that your
* activity is visible to the user (for example, to resume a game).
* ...
*/
@CallSuper
protected void onResume() {...}
复制代码这种状况下就能够给MessageQueue设置一个IdleHandler，等以后队列中的音讯（包含绘制工作）执行结束并将要进入阻塞状态时，调用IdleHandler的工作，确保工作在绘制完结后执行。
应用形式如下所示：
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.M) {
Looper.myLooper().getQueue().addIdleHandler(new MessageQueue.IdleHandler() {
@Override
public boolean queueIdle() {
// do something when queue is idle
// 返回值示意bKeepAlive标识：true->持续应用，false->销毁该Handler
return false;
}
});
}
复制代码AsyncMessage和SyncBarrier
顾名思义，SyncBarrier示意同步栅栏（也叫作阻碍音讯），用于阻塞SyncMessage，优先执行AsyncMessage。该机制大大晋升了MessageQueue的操作灵活性。
在进一步理解这两个概念之前，须要先理解MessageQueue插入音讯的机制，MessageQueue的enqueueMessage源码如下（省略了唤醒队列的相干代码）：
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
synchronized (this) {
msg.markInUse();
msg.when = when;
Message p = mMessages;
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
// New head.
msg.next = p;
mMessages = msg;
} else {
// Inserted within the middle of the queue.
Message prev;
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
}
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;
}
return true;
}
复制代码从上述源码可知，音讯依照调用机会（when）有序排列，当when等于0时，间接将音讯插在队头；当when等于队列中音讯的when时，将音讯插在这些音讯的前方。
假如这样一个场景：咱们有一个十分紧急的工作，心愿可能优先执行，该如何解决？
很简略，发送一个when为0的音讯，它将主动被插到列表的头部。Handler中也提供了现成的接口：
public final boolean postAtFrontOfQueue(Runnable r)
{
return sendMessageAtFrontOfQueue(getPostMessage(r));
}
public final boolean sendMessageAtFrontOfQueue(Message msg) {
return enqueueMessage(queue, msg, 0);
}
复制代码将场景降级一下：咱们有一个工作A，其余所有工作都依赖于A，若A未执行，则其余所有工作都不容许执行。
A插入队列的工夫和执行工夫都是不确定的，在此之前，所有工作都不容许执行。依照以后的机制无奈实现该需要，此时SyncBarrier和AsyncMessage就派上了用场，实现流程如下：
- 调用MessageQueue.postSyncBarrier将SyncBarrier插入队列：SyncBarrier实质上是一个target为空的音讯，插入逻辑和一般音讯统一，也是依照when确定插入地位。SyncBarrier的when固定是SystemClock.uptimeMillis()，因而将其插入到队列的两头（SyncBarrier后面可能会有一些无时延的音讯，前面可能会有带时延的音讯）。
- 插入SyncBarrier后，轮询音讯直至SyncBarrier排到队列头节点，此时应用next办法查问音讯将主动过滤同步音讯，只执行异步音讯。源码如下所示：
// mMessages示意队首音讯
Message msg = mMessages;
if (msg != null && 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());
}
复制代码- 插入工作A（将A定义为AsyncMessage），因为SyncBarrier的存在，A将优先被执行（不排除A有时延，此时队列将进入阻塞状态，即使队列里可能存在无时延的同步音讯）。
- 只有SyncBarrier放在队首，同步音讯将始终被阻塞，音讯队列只能输入AsyncMessage。当工作A执行结束后，须要调用removeSyncBarrier手动将SyncBarrier移除。
Handler提供了接口让咱们插入AsyncMessage，即结构器中的asyc参数。当async为true时，所有通过Handler传递的音讯均会被定义为AsyncMessage（前提是要和SyncBarrier配合应用，不然AsyncMessage没有成果）。
再从新思考SyncBarrier和AsyncMessage机制的利用场景，实质上就是为了阻塞从Barrier音讯到AsyncMessage音讯之间的同步音讯的执行。
在Android源码中，布局的绘制就应用了这种机制。在ViewRootImpl的scheduleTraversals办法中，会当时往主线程的音讯队列设置Barrier，再去提交AsyncMessage，阻塞在此期间的所有同步音讯。源码如下：
void scheduleTraversals() {
if (!mTraversalScheduled) {
mTraversalScheduled = true;
// 设置Barrier
mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
// 该办法最终会提交一个AsyncMessage
mChoreographer.postCallback(
Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
if (!mUnbufferedInputDispatch) {
scheduleConsumeBatchedInput();
}
notifyRendererOfFramePending();
pokeDrawLockIfNeeded();
}
}
复制代码Tips：对于Barrier的概念在Java并发中多有波及，比方CountDownLatch、CyclicBarrier等。详情请查看《Thinking in Java》21.7章节。
阻塞和唤醒机制
阻塞和唤醒机制是MessageQueue的精华，极大升高了Loop轮询的频率，缩小性能开销。
在IdleHandler章节曾经提及MessageQueue阻塞的机会：
- 音讯队列没有音讯。
- 队首音讯的执行工夫大于以后工夫。
next办法的源码如下：
Message next() {
int nextPollTimeoutMillis = 0;
for (;;) {
if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
Binder.flushPendingCommands();
}
// 要害办法，将线程阻塞nextPollTimeoutMillis毫秒，若nextPollTimeoutMillis为-1，线程将始终处于阻塞状态。
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
// Ignore SyncBarrier code
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
if (msg != null) {
if (now < msg.when) {
// Next message is not ready. Set a timeout to wake up when it is ready.
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
} else {
// Got a message.
mBlocked = false;
if (prevMsg != null) {
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null;
msg.markInUse();
return msg;
}
} else {
// No more messages.
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
// Ignore IdleHandler code
if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {
// No idle handlers to run. Loop and wait some more.
mBlocked = true;
continue;
}
}
}
}
复制代码插入音讯时唤醒MessageQueue的机会（假如队列处于阻塞状态）：
- 队首插入一条SyncMessage。
- 队首是一个栅栏，且插入一条离栅栏最近的AsyncMessage。
enqueueMessage办法的源码如下：
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
synchronized (this) {
msg.markInUse();
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 {
// Inserted within the middle of the queue. Usually we don't have to wake
// up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
// and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
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; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;
}
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
if (needWake) {
// 要害办法，用于唤醒队列线程
nativeWake(mPtr);
}
}
return true;
}
复制代码唤醒的第二种机会特意强调了插入离Barrier最近的AsyncMessage。对于如下的阻塞状况，插入AsyncMessage时不须要将其唤醒：
[图片上传失败…(image-d6b8ad-1636620493886)]
Handler内存透露剖析
理解了Handler的外部原理后，再来剖析由Handler引起的内存泄露问题：
- 当定义了一个非动态的Handler外部类时，外部类会隐式持有外围类的援用。
- Handler执行sendMessageAtTime办法时，Message的target参数会持有Handler对象。
- 当Message没有被执行时（比方now<when），若退出了Activity，此时Message仍然持有Handler对象，而Handler持有Activity的对象，导致内存泄露。
解决方案：
- 将Handler定义为动态外部类。
- 退出Activity时清空MessageQueue中对应的Message。
相干视频举荐：
【Android源码】handler运行的整个流程源码解析
本文转自 https://juejin.cn/post/6947962229291647007，如有侵权，请分割删除。
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