【Android】简单全面的理解Handler机制

前言：Handler机制应该是网上讲解最多的一种机制（没有之一），本篇用通俗易懂的语言来介绍一下Handler机制，让大家可以更好的理解。

什么是Handler机制？

Handler机制是AndroidSDK提供的一个非常重要的处理异步消息的机制，主要是由Handler、Looper、Message和MessageQueue组成，Handler只是消息处理机制的一部分。

• Message：消息（分为硬件产生的消息和软件产生的消息）。
• MessageQueue：消息队列，主要是向消息池投递消息（MessageQueue.enqueueMessage）和取走消息池中的消息(MessageQueue.next)。
• Handler：主要功能是向消息池发送消息（Handler.sendMessage）和处理消息（Handler.handleMessage）。
• Looper：不停的循环执行（Looper.loop），从MessageQueue中取出Message并发送给Handler。

分析上述各部分：

Message：什么是硬件消息和软件消息呢？硬件消息就是我们滑动触摸点击按钮等等，软件消息就是我们主动new Message发送出去的。Message实现了Parcelable接口封装消息数据，所以他是存在于内存中的。一个实体（类）如果需要封装到消息中去就必须实现这一接口。
MessageQueue：相当于一个容器，消息池。上述看到了.next应该猜到是链表形式，实际上确实是单链表维护，在插入和删除上有优势。在其next()中会无限循环，不断的判断是否有消息，有就返回这条消息并移除。
Looper：Looper创建的时候会创建一个MessageQueue，它们两个是一一对应的关系。调用Looper.loop()的时候消息循环开始，不断地调用MessageQueue的next()方法，当有消息就处理，否则就堵塞在next()方法中。loop()跟MessageQueue的next()一样都是死循环（源码可见for(;;)）。退出时调用Looper.quit()，它会调用MessageQueue的quit()方法，此时next会返回null，然后loop()方法也跟着退出。
Handler：在主线程构造Handler，new Handler()里调用了Looper.myLooper()这个方法，这个方法是获取当前线程的Looper的。在其他线程调用sendMessage()时主线程的MessageQueue会插入一条Message，然后被Looper使用，在Looper的loop()中通过回调 msg.target.dispatchMessage(msg);发送给Handler。Handler跟Looper的关系是多对一。

一段Looper的源码片段：

解释完各部分的分工那来总结一下他们之间的关系：Handler负责发送消息（Message）到MessageQueue中，Looper负责循环的接收MessageQueue中的消息通过回调方法返还给Handler自己本身。

Handler机制流程图

容易忽略的Message，使用时应注意的地方有哪些？

Message在Handler机制中看似很不起眼，但至关重要。它封装了任务携带的信息和该任务的handler，使用时应注意：

• Message可以通过 new 来获取，但通常使用Message.obtain()或Handler.obtainMessage()方法来从消息池中获取空消息对象，可以节省资源！
• 如果Message只需要携带简单的int型数据，优先使用arg1和arg2来传递数据，比Bundle节省内存。
• 使用Message.what来标识信息便于处理Message。
• 最后如果需要从工作线程返回很多数据信息再借助Bundle对象将数据集中到一起放在obj属性中，返回到主线程处理。

Looper源码简述：

上面说了那么多Looper的方法，但在Activity中使用Handler时没看到过Looper的影子啊，原来Activity内部包含了一个Looper对象，它会自动管理Looper并处理子线程中发送过来的消息。前面说到过，初始化Handler时在Handler的构造函数中会把当前线程的Looper与Handler关联，所以在Activity中无需显式的使用Looper。

但在子线程中则需要我们自己维护Looper。

源码简述

网上介绍Handler机制的文章解释最详细的就是Looper，会附带源码每一篇都会解释的很透彻。这里就简单的总结一下Looper，详细请去查阅Looper源码。

可以看出Prepare()的工作方式核心就是将Looperd对象定义为ThreadLocal，将唯一的Looper对象添加到ThreadLocal中。

Looper在构造方法中创建了一个MessageQueue和当前线程Thread。
那什么是TheadLocal呢？
ThrealLocal 是一个泛型类。
工作原理：ThreadLocal存储数据时先获取当前线程，然后通过当前线程来创建Values，如果没有Values就new一个Values实例。然后存储传进来的Value。获取的时候也是根据当前线程的Values来获取的。
它的get()和set()方法如下图：

使用场景：数据是以线程为作用域并且不同线程具有不同的数据副本时可以使用。

最后说一下为什么Handler机制会造成内存泄露

因为非静态内部类导致的！
我们知道非静态内部类默认就会持有外部类的引用，当非静态内部类对象的生命周期比外部类还长就会导致内存泄露。

上面介绍Message时说过mHandler会作为成员变量保存在发送的消息msg中，所以msg就会持有mHandler的引用,而mHandle是MainActivity的非静态内部类实例，所以mHandler就持有MainActivity的引用。msg间接持有MainActivity的引用。msg发送到消息队列（MessageQueue）中等待Looper轮询处理。当MainActivity退出后，msg可能还存在消息队列中未处理或正在处理。这样就会导致MainActivity无法被回收，以致发生MainActivity的内存泄露。
解决办法：使用静态内部类+弱引用的方式

mHandler通过弱引用的方式持有MainActivity，当GC执行垃圾回收时遇到MainActivity就会回收并释放所占的内存单元，避免内存泄露。msg还可能存在MessageQueue中，所以在MainActivity销毁时将mHandler的回调和发送的消息给移除掉。

结束

到此Handler机制的内容就算讲完了，但本篇只是用比较容易理解的方式介绍了一下Handler机制，Handler机制在Android开发中随处可见也很重要。大家很有必要去深入研究一下，去看一下里面的源码或结合一些讲解源码的文章自己理解一下。希望能帮到大家，有错的地方请提出来哈。