Android基础-Handler

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1. Handler 的作用

为了保障线程安全，Android规定只能由主线程来更新UI信息。在实际开发中，经常会遇到多个子线程同时操作UI信息的情况，这会导致UI线程不安全。为了解决这个问题，我们可以使用Handler作为媒介，让Handler通知主线程按顺序一个个去更新UI，以避免UI线程不安全。

当子线程需要更新UI信息时，我们需要将要更新的消息传递到UI主线程中，然后由主线程完成更新。这样就实现了工作线程对UI的更新处理，并最终完成了异步消息的处理（如图1所示）。

2. Handler 相关概念解释

主要涉及的有：处理器（Handler）、消息（Message）、消息队列（Message Queue）、循环器（Looper）。

概念	定义	作用
Message	线程间通讯的数据单元（即Handler接受/处理的对象）	存储需要操作的信息
Message Queue	一种数据结构（先进先出）	存储Handler发来的消息
Handler	主线程与子线程的通讯媒介线程消息的处理者	添加消息（Message）到消息队列（Message Queue）处理由循环器（Looper）分配过来的消息（Message）。
Looper	Message Queue 与 Handler的通讯媒介	消息获取：循环取出essage Queue中的Message <br />消息分发：将取出的Message发送给对应的Handler

3.Handler 工作流程

4.Handler 使用

4.1子线程向主线程发消息

我们一般使用handler发送消息，只需要两步，首先是创建一个Handler对象，并重写handleMessage方法，就是上图中的3（Message.target.handleMeesage），然后需要消息通信的地方，通过Handler的sendMessage方法发送消息（这里我们创建了一个子线程，模拟子线程向主线程发送消息）。代码如下：

4.2主线程向子线程发消息

handler需要与looper绑定，在主线程开始的时候会自动创建一个looper，而在子线程中需要我们自己去创建looper。所以使用Handler通信之前需要有以下三步：

调用Looper.prepare()

创建Handler对象

调用Looper.loop()

代码如下：

5. Handler机制原理

5.1 Looper.prepare()

从上面的代码可以看出，一个线程最多只有一个Looper对象。当没有Looper对象时，去创建一个Looper，并存放到sThreadLocal中，sThreadLocal是一个static的ThreadLocal对象，它存储了Looper对象的副本，并且可以通过它取得当前线程在之前存储的Looper的副本。如下图：

Looper的构造方法：

这里主要就是创建了消息队列MessageQueue，并让它供Looper持有，因为一个线程最大只有一个Looper对象，所以一个线程最多也只有一个消息队列。然后再把当前线程赋值给mThread。

MessageQueue的构造方法没有什么可讲的，它就是一个消息队列，用于存放Message。

所以Looper.prepare()的作用主要有以下三点

创建Looper对象

创建MessageQueue对象，并让Looper对象持有

让Looper对象持有当前线程

5.2 new Handler()

Handler的创建过程主要有以下几点

创建Handler对象

得到当前线程的Looper对象，并判断是否为空

让创建的Handler对象持有Looper、MessageQueu、Callback的引用

5.3 Looper.loop()

首先还是判断了当前线程是否有Looper，然后得到当前线程的MessageQueue。接下来，就是最关键的代码了，写了一个死循环，不断调用MessageQueue的next方法取出MessageQueue中的Message，注意，当MessageQueue中没有消息时，next方法会阻塞，导致当前线程挂起，后面会讲到。

拿到Message以后，会调用它的target的dispatchMessage方法，这个target其实就是发送消息时用到的Handler。所以就是调用Handler的dispatchMessage方法，代码如下：

可以看出，这个方法就是从MessageQueue中取出Message以后，进行分发处理。

首先，判断msg.callback是不是空，其实msg.callback是一个Runnable对象，是Handler.post方式传递进来的参数，后面会讲到。而hanldeCallback就是调用的Runnable的run方法。

然后，判断mCallback是否为空，这是一个Handler.Callback的接口类型，之前说了Handler有多个构造方法，可以提供设置Callback，如果这里不为空，则调用它的hanldeMessage方法，注意，这个方法有返回值，如果返回了true，表示已经处理，不再调用Handler的handleMessage方法；如果mCallback为空，或者不为空但是它的handleMessage返回了false，则会继续调用Handler的handleMessage方法，该方法就是我们经常重写的那个方法。

关于从MessageQueue中取出消息以后的分发，如下面的流程图所示：

5.4发送消息

使用Handler发送消息主要有两种，一种是sendMessage方式，还有一个post方式，不过两种方式最后都会调用到sendMessageDelayed方法。

sendMessage方法传入的是Message，将Message传入Message Queue。

post方法代码：

可以看到，post方法只是先调用了getPostMessage方法，用Runnable去封装一个Message，然后就调用了sendMessageDelayed，把封装的Message加入到MessageQueue中。

所以使用handler发送消息的本质都是：把Message加入到Handler中的MessageQueue中去。

6.Handler的内存泄漏

Handler的常用方式：

但是会有一个问题，我们进入这个页面然后点击按钮，发送一个延时100s的消息，再退出这个Activity，这时候可能导致内存泄漏。

根本原因是因为我们创建的匿名内部类Handler对象持有了外部类Activity的对象，我们知道，当使用handler发送消息时，会把handler作为Message的target保存到MessageQueue，由于延时了100s，所以这个Message暂时没有得到处理，这时候它们的引用关系为MessageQueue持有了Message，Message持有了Handler，Handler持有了Activity，如下图所示

当退出这个Activity时，因为Handler还持有Activity，所以gc时不能回收该Activity，导致了内存泄漏。

解决方案：

静态内部类+弱引用

静态内部类是不会引用外部类的对象的，但是既然静态内部类对象没有持有外部类的对象，那么我们怎么去调用外部类Activity的方法呢？答案是使用弱引用。代码如下：

首先，我们自定义了一个静态内部类MyHandler，然后创建MyHandler对象时传入当前Activity的对象，供Hander以弱应用的方式持有，这个时候Activity就被强引用和弱引用两种方式引用了，我们继续发起一个延时100s的消息，然后退出当前Activity，这个时候Activity的强引用就不存在了，只存在弱引用，gc运行时会回收掉只有弱引用的Activity，这样就不会造成内存泄漏了。

但这个延时消息还是存在于MessageQueue中，得到这个Message被取出时，还是会进行分发处理，只是这时候Activity被回收掉了，activity为null，不能再继续调用Activity的方法了。所以，其实这是Activity可以被回收了，而Handler、Message都不能被回收。

至于为什么使用弱引用而没有使用软引用，其实很简单，对比下两者回收前提条件就清楚了

弱引用(WeakReference): gc运行时，无论内存是否充足，只有弱引用的对象就会被回收

软引用(SoftReference): gc运行时，只有内存不足时，只有软引用的对象就会被回收

很明显，当我们Activity退出时，我们希望不管内存是否足够，都应该回收Activity对象，所以使用弱引用合适。

7 同步屏障

Handler 同步屏障机制

Handler 的 Messgae 种类分为三种：普通消息异步消息屏障消息异步消息通常我们使用 Handler 想消息队列中添加的 Message 都是同步的，如果...

https://www.jianshu.com/p/84c5be2d6a95

7.Handler面试常见问题

1、线程、Looper、Handler之间的关系如下：

一个线程只能绑定一个Looper，一个MessageQueue；但一个Thread可以有多个Handler。

一个Looper可绑定多个Handler，一个MessageQueue。

一个Handler只能绑定一个Looper。

2、子线程中创建 Handler 对象

不可以在子线程中直接调用 Handler 的无参构造方法，因为 Handler 在创建时必须要绑定一个 Looper 对象

3、Handler 是如何与 Looper 关联的？

（1）通过构造方法传参

（2）直接调用无参构造方法自动绑定

4、Looper 是如何与 Thread 关联的

Looper 与 Thread 之间是通过 ThreadLocal 关联的，这个可以看 Looper.prepare() 方法

Looper 中有一个 ThreadLocal 类型的 sThreadLocal静态字段，Looper通过它的 get 和 set 方法来赋值和取值。

由于 ThreadLocal是与线程绑定的，所以我们只要把 Looper 与 ThreadLocal 绑定了，那 Looper 和 Thread 也就关联上了

5、在子线程中如何获取当前线程的 Looper

6、Looper.loop() 会退出吗？

不会自动退出，但是我们可以通过 Looper.quit() 或者 Looper.quitSafely() 让它退出。

两个方法都是调用了 MessageQueue.quit(boolean) 方法，当 MessageQueue.next() 方法发现已经调用过 MessageQueue.quit(boolean) 时会 return null 结束当前调用，否则的话即使 MessageQueue 已经是空的了也会阻塞等待

7、MessageQueue#next 在没有消息的时候会阻塞，如何恢复？

当其他线程调用 MessageQueue#enqueueMessage 时会唤醒 MessageQueue，这个方法会被 Handler#sendMessage、Handler#post 等一系列发送消息的方法调用。

8、Looper.loop() 方法是一个死循环为什么不会阻塞APP

线程是一段可执行的代码，当可执行代码执行完成后，线程生命周期便该终止了，线程退出。而对于主线程肯定不能运行一段时间后就自动结束了，那么如何保证一直存活呢？？简单的做法就是可执行代码能一直执行下去，死循环便能保证不会被退出。把所有要做的任务放到循环中去做就不会觉得卡了。

9、子线程更新UI的方式

Handler的sendMessage方式

Handler的post方式

Activity的runOnUiThread方法

View的post方式

10、总结

Android中，有哪些是基于Handler来实现通信的？
答：App的运行、更新UI、AsyncTask、Glide、RxJava等

处理Handler消息，是在哪个线程？一定是创建Handler的线程么？
答：创建Handler所使用的Looper所在的线程

消息是如何插入到MessageQueue中的？
答：是根据when在MessageQueue中升序排序的，when=开机到现在的毫秒数+延时毫秒数

当MessageQueue没有消息时，它的next方法是阻塞的，会导致App ANR么？
答：不会导致App的ANR，是Linux的pipe机制保证的，阻塞时，线程挂起；需要时，唤醒线程

子线程中可以使用Toast么？
答：可以使用，但是Toast的显示是基于Handler实现的，所以需要先创建Looper，然后调用Looper.loop。

Looper.loop()是死循环，可以停止么？
答：可以停止，Looper提供了quit和quitSafely方法

Handler内存泄露怎么解决？
答：静态内部类+弱引用、Handler的removeCallbacksAndMessages等方法移除MessageQueue中的消息

为什么不能在子线程中更新UI？
答：Android UI操作并不是线程安全的，如果在多个线程中同时操作，可能会导致UI状态不一致。因此，Android规定只有主线程可以操作UI。如果在子线程中更新UI，系统会抛出异常。

Handler有哪些常见的使用场景？
答：Handler常见的使用场景有：定时执行任务，延时执行任务，执行耗时操作然后更新UI，线程间通信等。