Handler机制源码分析
1.android 消息循环有4个重要的类 Handler、Message、Looper、MessageQueue
handler 用来发送、处理消息。
Message 是消息的载体。
MessageQueue 是一个消息队列，既然是队列，就有入队、出队的处理。
Looper 创建一个消息循环。不断的从MessageQueue中读取消息、并分发给相应的Handler进行处理。
2. 我们都知道main函数是Java程序的入口，android程序也不例外。
android App的唯一入口就是ActivityThread中的 main函数。 这个函数是由Zygote创建app进程后 通过反射的方式调用的。
当一个App启动时，会先执行这个main方法，在ActivityThread，main方法中，
public static void main(String[] args) {
//创建一个消息循环
Looper.prepareMainLooper();
//创建ActivityThread对象
ActivityThread thread = new ActivityThread();
//创建Application、启动MainActivity
thread.attach(false, startSeq);
//使消息循环奔跑起来
Looper.loop();
//抛了一个异常 主线程的Looper 意外退出了，
//所以loop中的for循环要阻塞在这里，一旦main函数执行完毕，进程也就退出了。
//并且一直要提取消息，处理消息。
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}3. 首先看Looper是如何创建的。
Looper.prepareMainLooper();
public static void prepareMainLooper() {
prepare(false);
//同步方法保证一个sMainLooper 只被赋值一次。
synchronized (Looper.class) {
if (sMainLooper != null) {
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
}
sMainLooper = myLooper();
}
}
//创建一个Looper对象，并保存在了 sThreadLocal中。关于ThreadLocal，也是很重要的一个知识点。
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
//一个线程只能有一个Looper，
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}
public static @Nullable Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}
//在Looper中创建了MessageQueue
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
} 至此，创建的代码执行完毕。
总结一句话就是，app启动时，会创建Looper，并且保证一个线程只能创建一个Looper。
创建Looper的同时，也创建的消息队列 MessageQueue。这些都是消息循环的准备工作。
通过Looper.loop，这个消息循环就跑起来了。
Looper.loop();
/**
* Run the message queue in this thread.
*/
public static void loop() {
for (; ; ) {
//从消息循环中提取消息。消息时会阻塞在这里。
Message msg = queue.next(); // might block
//target-->Handler.Msg持有handler的引用。
msg.target.dispatchMessage(msg);
}
}4. 在MessageQueue中enqueueMessage()插入消息、next()提取消息方法。
插入消息
//Message.obtain()从Message消息缓存池内获得一个消息。
handler.sendMessage(Message.obtain());
public final boolean sendMessage(Message msg){
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}
//我们发送的延迟消息，写入到消息循环中都是一个时间戳，当前时间+延迟时间，未来某个时间。
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis){
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
//this==handler,在这里给message.target赋值了handler。
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
} //在MessageQueue中用一个单线链表来保存消息。
//在这个消息的单链表中，是按消息执行的时间先后，从小到大排序的。
//mMessages 是这个单链表的第一个消息。
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
//通过sendMessage并不能发送handler==null的消息。
if (msg.target == null) {
throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
}
synchronized (this) {
msg.markInUse();
msg.when = when;
//将链表中第一个消息赋值给p
Message p = mMessages;
boolean needWake;
//如果p==null说明消息列表中没有要被执行的消息。
//如果when==0说明新新添加的消息要被马上执行，所以要排在列表的头部
//如果when=p.when，则需要遍历消息队列，将新添加的消息插入到队列中间，
Message prev;
for (;;) {
prev = p;//把当前的赋值给前一个
p = p.next;//把下一个赋值给当前的
//如果p==null说明已经遍历到了链表末尾。
//如果新增的消息时间小于了p的when。那么这个消息应该插入到prev之后，p之前。
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
}
//新增消息在p之前，prev之后
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;
}
}
return true;
} 提取消息：
Message next() {
int nextPollTimeoutMillis = 0;
for (;;) {
if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
Binder.flushPendingCommands();
}
//开始休眠，nextPollTimeoutMillis下次被唤醒的时间
//如果是-1则一直休眠，直到有新的消息再唤醒消息队列。
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
// Try to retrieve the next message. Return if found.
//开始遍历消息队列，返回找到的消息。
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
//消息队列，头部消息
//如果msg！=null,但是msg.target==null,sendMessage中，是不允许发送handler为null的消息的。
//target==null的消息是系统发送的，先发送一个同步屏障消息，再发送直到isAsynchronous = true的异步消息。
//这样做的目的就保证了这个异步消息有更高优先级被执行，先从消息队列中提取。
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());//直到isAsynchronous = true，也就是找到了同步屏障的异步消息
}
}
if (msg != null) {
if (now < msg.when) {//当前时间小于消息执行的时间，记录一下差值
// 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 {//如果当前时间，不小于取到消息的执行时间，则从消息队列中提取出该消息，并返回出去
// Got a message.
mBlocked = false;
if (prevMsg != null) {
//将前一个消息的下一个消息指向，当前消息的下一个。
prevMsg.next = msg.next;
} else {
//如果前一个消息是null，说明当前就是消息头，
//将消息队列头部消息指向当前提取出消息的下一个消息。
mMessages = msg.next;
}
//将找到的消息的下一个赋值null，和原来的消息队列脱离关系。
msg.next = null;
if (false) Log.v("MessageQueue", "Returning message: " + msg);
return msg;
}
} else {//如果msg==null
// No more messages.
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
}
}
} handler会涉及到native的代码。在native层使用的epoll机制，这个后面在深入分享。
这里涉及到了一个消息屏障的概念，有机会单独写文章来分享。
//同步屏障消息
void scheduleTraversals() {
if (!mTraversalScheduled) {
mTraversalScheduled = true;
//发送一个同步屏障消息
mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().postSyncBarrier();
mChoreographer.postCallback(
Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
}
}5. 至此，整个消息循环大体的流程已经完成。但是关于handler的面试题很多。
比如为啥handler会导致Activity内存泄漏？如何解决？
内存泄漏的本质就是长声明周期对象持有短声明周期对象的引用，导致短声明周期对象，不再使用但内存却无法被回收。
我们知道handler作为Activity的内部类，持有外部类的引用，所以整个引用链是
Activity-->handler-->Message-->MessageQueue.
当activity退出后，如果消息为来的及处理，就有可能会导致Activity无法被GC回收，从而导致内存泄漏。
handler.post(),发送的消息执行在子线程还是主线程？
下面来看消息池。消息池也是一个单项链表，长度是50.
静态对象sPool就是消息队列的头部Message。
每次获取消息时，都会返回消息池中第一个对象。
Message.obtain()
private static Message sPool;
private static final int MAX_POOL_SIZE = 50;
public static Message obtain() {
synchronized (sPoolSync) {
if (sPool != null) {
Message m = sPool;
sPool = m.next;
m.next = null;
m.flags = 0; // clear in-use flag
sPoolSize--;
return m;
}
}
return new Message();
}