Android之学习Handler原理的理解与常见问题

有一段时间查资料看这个了，下面就简单记录一下我自己的理解

一、Handler工作流程

通常，我们使用Handler的时候会先new一个Handler，然后调用send或者post来处理，类似这种：

那么handler发送消息之后实际是怎么工作呢？

之前听了一节享学课堂关于Handler原理介绍的课程，里面老师给了这么一张图，我一直以来觉得这张图很好理解。

先看右上角，handler发送消息后，消息队列就像有传送带一样一个一个接收并处理这些发来的消息，而让这传送带动起来的东西就是Looper。Looper就相当于一个驱动，让这个传送带动起来。

这里说一下，handler发送消息是按优先级排的，往往优先级高的消息先被发送到消息队列。而消息队列实际上是根据时间先后顺序排队的单链表，是按时间先后来处理消息。

消息入消息队列的步骤大概是：
Handler(send)发送消息—>调用messageQueue.enqueMessage方法—>messageQueue消息入消息队列

Looper驱动这个消息队列来处理消息：
Looper—>调用loop()方法来驱动—>messageQueue.next()—>dispatchMessage方法—>handleMessage

二、Handler有关常见问题

1、子线程到主线程通信都有哪些方式？子线程到主线程通信的原理？

答：handler，runonUIThread，协程，asycntask，rxjava等等

（1）handler
原理就是上面handler的原理

(4)AsyncTask机制
AsyncTask，异步任务，也就是说在UI线程运行的时候，可以在后台的执行一些异步的操作；AsyncTask可以很容易且正确地使用UI线程，AsyncTask允许进行后台操作，并在不显示使用工作线程或Handler机制的情况下，将结果反馈给UI线程。但是AsyncTask只能用于短时间的操作(最多几秒就应该结束的操作)，如果需要长时间运行在后台，就不适合使用AsyncTask了，只能去使用Java提供的其他API来实现。

2、一个线程可以有几个Handler？

答：多个

理解：每个activity里面都可以new，这些activity都在一个线程里面。

3、一个线程有几个Looper？如何保证？

答：一个；

理解：Looper启动的时候（Looper.perpare）会new一个Looper，一旦创建，就不能再new（如果再次new，会抛出异常）。（这只能保证存进table数组的（key，value）即（ThreadLocal，Looper）中的key，value一一对应）。

本质原因：线程ThreadLocal里面有有一个localValue变量，一个线程只有一个value，只会用一次。

app一旦启动，Looper就会loop()

如果是子线程的handler：Looper的启动要使用loop()；

4、Handler内存泄漏原因？为什么其他的内部类没有说过这个问题？

答：原因：Handler内部类持有外部类引用
因为通常使用handler是为了操作activity的view相关，避免不了持有。

理解：为什么其他内部类（像RecyclerView的ViewHolder）没有？
我觉得可能是因为static静态类不持有外部类对象，还有就是因为Handler原理的原因。

持有实际上是因为ActivityThread 持有-> Looper持有 -> MessageQueue持有 -> Message持有 -> handler持有 -> activity

所以有时还在等待未处理的(未释放的)message会泄漏，所以new Handler那里会有黄色警告。

5、使用Handler导致内存泄露的解决方法?

这里是看的这篇文章：
Android中使用Handler造成内存泄露的分析和解决

Handler导致的内存泄漏：当Activity销毁后，Handler依然处理延时消息，导致Activity无法被GC释放。
方法：静态方法加弱引用

方法一：通过程序逻辑来进行保护。

1.在关闭Activity的时候停掉你的后台线程。线程停掉了，就相当于切断了Handler和外部连接的线，Activity自然会在合适的时候被回收。

2.如果你的Handler是被delay的Message持有了引用，那么使用相应的Handler的removeCallbacks()方法，把消息对象从消息队列移除就行了。

方法二：将Handler声明为静态类。

静态类不持有外部类的对象，所以你的Activity可以随意被回收。代码如下：

static class MyHandler extends Handler {
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        View view=null;
        this.click(view);
    }
}

但其实没这么简单。使用了以上代码之后，你会发现，由于Handler不再持有外部类对象的引用，导致程序不允许你在Handler中操作Activity中的对象了。
所以你需要在Handler中增加一个对Activity的弱引用（WeakReference）:

static class MyHandler extends Handler {
    WeakReference mActivityReference;

    MyHandler(Activity activity) {
        mActivityReference= new WeakReference(activity);
    }

    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        final Activity activity = mActivityReference.get();
        if (activity != null) {
            mImageView.setImageBitmap(mBitmap);
        }
    }
}

延伸：什么是弱引用WeakReference？

WeakReference弱引用，与强引用（即我们常说的引用）相对，它的特点是，GC在回收时会忽略掉弱引用，即就算有弱引用指向某对象，但只要该对象没有被强引用指向（实际上多数时候还要求没有软引用，但此处软引用的概念可以忽略），该对象就会在被GC检查到时回收掉。
对于上面的代码，用户在关闭Activity之后，就算后台线程还没结束，但由于仅有一条来自Handler的弱引用指向Activity，所以GC仍然会在检查的时候把Activity回收掉。这样，内存泄露的问题就不会出现了。

6、为何主线程可以new Handler？如果想要在子线程中new Handler要做些哪些准备？

答：主线程每个app最早执行的函数就是ActivityThread中的Main函数，而在这个函数里面就是初始化了Looper。

子线程中想要new Handler就必须初始化Looper，即先prepare，再loop()

7、Android为什么只能通过Handler机制更新UI？

答：最根本的原因是解决多线程并发问题

如果在一个activity中有多个线程去更新UI，并且没有加锁机制，那样会造成更新界面错乱。
也不能对所有更新UI的操作进行加锁，否则会导致性能下降 。

8、为什么loop这个死循环会在主线程执行，不会ANR么？

ActivityThread 主线程类中main函数执行Looper.loop()，也就是应用一打开的时候，looper已经初始化了。

public final class ActivityThread {

 public static void main(String[] args) {
  		// 为主线程创建looper
        Looper.prepareMainLooper();
 		.......
 		// 开启loop循环
        Looper.loop();
        throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
    	}
 }

至于为什么Looper的死循环不会造成ANR？
首先，ActivityThread的main方法主要就是做消息循环，一旦退出消息循环，那么你的应用也就退出了。（为了保证处理完事件后程序不关闭，就得有一个死循环存在且一直让应用运行着）。

其次，看造成ANR的场景有：
（1）当前的事件没有机会得到处理（即主线程正在处理前一个事件，没有及时的完成或者looper被某种原因阻塞住了）
（2）当前的事件正在处理，但没有及时完成。

所以，ANR的形成是因为有事件处理长时间没有得到任何反应，和looper的死循环是两个问题。

Android 是由事件驱动的，looper.loop() 不断地接收事件、处理事件，每一个点击触摸或者说Activity的生命周期都是运行在Looper.loop() 的控制之下，如果它停止了，应用也就停止了。
只能是某一个消息或者说对消息的处理阻塞了 Looper.loop()。

实际上，主线程Looper从消息队列读取消息，当读完所有消息时，主线程会阻塞。子线程往消息队列发送消息，并且往管道文件写数据，主线程即被唤醒，从管道文件读取数据，主线程被唤醒只是为了读取消息，当消息读取完毕，再次睡眠。因此loop的循环并不会对CPU性能有过多的消耗。阻塞的是主线程，只要looper的循环不停，能一直处理消息就不会阻塞。

9、ThreadLocal的作用？

 private static void prepare(boolean quitAllowed) {
        if (sThreadLocal.get() != null) {
            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
        }
        sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
    }

ThreadLocal对象，可以在一个线程中存储变量。可以看到，使用looper时候（looper.prepare()）将一个Looper的实例放入了ThreadLocal。

通过ThreadLocal将Handle与线程间建立联系,
使得handle使用时候可以找到当前线程的looper以供使用

10、使用handler发送消息实现定时器时候，removeCallBack方法失效，是什么原因？

使用Handler实现定时循环任务
已经处于运行的runnable包含在message中已经移交给handler进行处理了，而Handler.removeCallbacks(Runnable r)只能移除未运行的runnable，所以导致无法停止runnbale的运行，最后失效

三、持续更新中…

如有错误，欢迎指正！！！