【Android】Handler最细源码分析
一、Handler基本的使用方法
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private final String TAG = MainActivity.class.getSimpleName();
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
UiHandler uiHandler = new UiHandler(Looper.getMainLooper());
Message msg = uiHandler.obtainMessage();
msg.obj = 1;
uiHandler.sendMessage(msg);
}
final class UiHandler extends Handler{
public UiHandler(@NonNull Looper looper) {
super(looper);
}
@Override
public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
super.handleMessage(msg);
Log.d(TAG, "handleMessage obj : "+msg.obj);
}
@Override
public void dispatchMessage(@NonNull Message msg) {
super.dispatchMessage(msg);
Log.d(TAG, "dispatchMessage obj: "+msg.obj);
}
}
}
**思考题1：**我们先来讲解一下这些代码，这里通过Message msg = uiHandler.obtainMessage();来获取Message,那为什么要这么获取呢，而不是直接 Message msg = new Message();或者Message msg = Message.obtain();呢？先简单的看一下源码
-
uiHandler.obtainMessage()使用该方法的优势是可以确保返回的Message对象不为null。在这个方法中，使用了@NonNull注解来标记返回的Message对象不为null，这样可以避免在使用返回的Message对象时出现NullPointerException
其实这方法里可以携带what参数，更为方便，其次是因为可以提前给Message赋值what，因为传递的数据都需要存放到Message中，上源码
- /aosp_r12/frameworks/base/core/java/android/os/Handler.java
@NonNull public final Message obtainMessage(int what) { return Message.obtain(this, what); }- /aosp_r12/frameworks/base/core/java/android/os/Message.java
public static Message obtain(Handler h, int what) { Message m = obtain(); m.target = h; m.what = what; return m; } 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(); }以上三个方法很清楚吧，也是调用了
Message.obtain(this, what);去创建的Message，然后调用了obtain();去new Message();,最关键的是m.target = h;和m.what = what;，也就是在创建Message的过程中就已经赋值了what的值，并且Message和handler提前关联了（tartget就是handler实例），因为m.target在后续sendMessage的时候会和handler实例进行关联，而这里提前关联了，obtain()的作用就是复用Message对象，节约内存开销 -
Message msg = new Message()直接new出来也可以，但是没有其他两种方法效率高，上面这种方法可以让Message和handler提前关联，也可以提前和方便赋值what。而下面这种方法，还可以复用Message,节约对象产生的内存开销。所以这种方法是不建议的
-
Message msg = Message.*obtain*();frameworks/base/core/java/android/os/Message.java
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(); }Message.obtain()是一个静态方法，用于获取一个可复用的Message对象。它的作用是避免在频繁的消息发送和处理过程中频繁地创建和销毁Message对象，从而提高性能。通过
Message.obtain()，可以从一个对象池中获取一个空闲的Message对象，而不是每次都通过new Message()来创建一个新的对象。这样可以减少内存的分配和垃圾回收的开销，提高性能和效率。
**思考题2：**为什么以上代码没有提示会出现内存泄漏的警告？
因为它在创建UiHandler实例时使用了主线程的Looper对象。Looper对象会与主线程的生命周期保持一致，当主线程销毁时，Looper对象也会被销毁。因此，UiHandler实例持有的Looper对象会在主线程销毁时自动释放，不会造成内存泄漏。当然也可以使用：
uiHandler.removeCallbacksAndMessages(null);这段代码来清理和释放对象
二、源码解析
这里有必要说明几个关键角色：
- Handler ：对象实例，拥有
handleMessage和dispatchMessage，用于接收发来的消息（Message） - Message ：消息主体，和Handler进行绑定了，最后是通过
Message.target.dispatchMessage来回调了Handler的方法，传递了数据，可以携带数据进行跨线程传递数据，可以传输Bundle对象（八种基本类型以及序列化后的对象，ArrayList也可以，因为序列化了，但是ArrayList<对象>对象没有序列化，也是不行的） - Looper ： 管理MessageQueue的，MessageQueue属于Looper对象里的子类
- MessageQueue ： 消息队列，有序存放了多个消息（Message）
- 为什么多个子线程都操作handler（该handler可以为主线程），可以保证消息队列的线程安全？
因为每个looper都有ThreadLocal，可以做到线程安全，然后就是消息队列（MessageQueue)存放消息的时候有同步锁机制，只能排队存入
1.实例化Handler
public Handler(@Nullable Callback callback, boolean async) {
if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
final Class<? extends Handler> klass = getClass();
if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
(klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
klass.getCanonicalName());
}
}
// 获取当前线程的looper,如果在主线程创建的handler,则这里就是获取主线程的looper
mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread " + Thread.currentThread()
+ " that has not called Looper.prepare()");
}
// 获取Looper中的MessageQueue对象
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}
再来看看sendMessage方法
public final boolean sendMessage(@NonNull Message msg) {
// 默认没有延迟，0ms
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}
public final boolean sendMessageDelayed(@NonNull Message msg, long delayMillis) {
// 如果发送的延迟小于0,则默认没有延迟
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
// 获取当前时间+延迟时间
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
public boolean sendMessageAtTime(@NonNull Message msg, long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
// 消息队列非空判断
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);
}
private boolean enqueueMessage(@NonNull MessageQueue queue, @NonNull Message msg,
long uptimeMillis) {
// 将handler和message进行关联
// target就是handler,后续message会调用target,发送消息到handler中
msg.target = this;
msg.workSourceUid = ThreadLocalWorkSource.getUid();
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
// MessageQueue的方法
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
sendMessage→sendMessageDelayed→sendMessageAtTime→enqueueMessage→queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
所以注意如果发送延迟消息，不要用sendMessageAtTime，因为需要获取当前时间+要延迟的时间才能正确使用，为了更简便，所以请使用sendMessageDelayed方法来发送延迟消息.
所以这个调用链作用：Message和handler进行绑定，处理延迟消息，将消息存入消息队列中（MessageQueue）
2.MessageQueue解析
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
if (msg.target == null) {
throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
}
// 同步锁，所以线程安全，存放消息只能排队
synchronized (this) {
...
// mQuitting代表是否退出了，简单的说，调用了quit，这个值就为真
// 如果调用了quit，则这里会被拦截，不再执行存入消息的步骤
if (mQuitting) {
IllegalStateException e = new IllegalStateException(
msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
msg.recycle();
return false;
}
...
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
...
} else {
...
// 将消息存入队列
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) {
nativeWake(mPtr);
}
}
return true;
}
以上代码比较简单，就是链表形式，将Message存到队列中
3.创建和获取Looper对象
再来看一下mLooper = Looper.myLooper();,以下属于Looper.java
public static @Nullable Looper myLooper() {
// looper线程安全
return sThreadLocal.get();
}
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
// 如果发现sThreadLocal中已经存在了Looper对象，则抛出异常
// 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");
}
// 创建Looper并保存到sThreadLocal中
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
if (me.mInLoop) {
Slog.w(TAG, "Loop again would have the queued messages be executed"
+ " before this one completed.");
}
me.mInLoop = true;
// Make sure the identity of this thread is that of the local process,
// and keep track of what that identity token actually is.
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
// Allow overriding a threshold with a system prop. e.g.
// adb shell 'setprop log.looper.1000.main.slow 1 && stop && start'
final int thresholdOverride =
SystemProperties.getInt("log.looper."
+ Process.myUid() + "."
+ Thread.currentThread().getName()
+ ".slow", 0);
me.mSlowDeliveryDetected = false;
for (;;) {
if (!loopOnce(me, ident, thresholdOverride)) {
return;
}
}
}
可以看到Looper创建的时候就创建了消息队列。调用prepare可以创建一个Looper对象，然后调用loop启动无限循环，然后才会处理MessageQueue队列里的消息
private static boolean loopOnce(final Looper me,
final long ident, final int thresholdOverride) {
// 获取message消息
Message msg = me.mQueue.next(); // might block
// 消息为空 退出
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return false;
}
...
try {
// 这里就是调用了handler的dispatchMessage方法，将消息发送到handler中
// 到这里任务基本上就完成了
msg.target.dispatchMessage(msg);
if (observer != null) {
observer.messageDispatched(token, msg);
}
...
} catch (Exception exception) {
...
} finally {
...
}
...
msg.recycleUnchecked();
return true;
}
以上代码就是获取队列中的message,然后调用msg.target.dispatchMessage(msg);来对handler发送消息,看一下handler.java的这个方法
public void dispatchMessage(@NonNull Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
很简单，就是调用了dispatchMessage和handleMessage，所以建议handler中接收消息还是用handleMessage比较合适，如果重写了dispatchMessage来接受消息，那么callback可能就无法受到消息了
4.步骤总结
- 创建Handler,获取Looper中的MessageQueue保存到handler实例中，handler关联Looper对象，这样就可以取决于handler处于什么线程运行的，如果looper是主线程，那么handler也是主线程中运行
- 创建Message对象，携带消息主体
- 调用Handler.java#sendMessage发送消息，过程中Message和handler进行关联绑定，处理延时消息
- 然后调用MessageQueue.java#enqueueMessage将Message存入消息队列（链表形式，有序，加了同步锁，消息队列线程安全）
- 因为主线程中（ActivityThread.java）中已经调用过Looper.prepare()和Looper.loop()，所以是可以默认处理MessageQueue的（注意：只有调用了Looper.loop，才会开始处理消息队列）
- Looper.java#loop()#loopOnce()方法中获取消息队列中的消息，然后调用
msg.target.dispatchMessage(msg);将消息发送给Handler,至此任务完成 - 为什么做到跨线程传递数据的？可以理解为handler在内存中是公共对象，每个线程都能访问