Handler原理剖析

最近在写一篇内存泄漏的博客，还在完善中，其中写到handler引起的内存泄漏，发现对Handler了解太过狭隘，于是百度搜索大神对Handler的剖析，打算站在他们的肩膀上领略一下Handler相关的源码。废话不多说，赶紧上代码。

参考链接：https://halfstackdeveloper.github.io/2016/08/31/Android-Handler-%E5%8E%9F%E7%90%86%E5%88%86%E6%9E%90/

https://www.zhihu.com/question/34652589

http://blog.csdn.net/sdkfjksf/article/details/52777722

深入源码

Handler的使用

先来回想一下我们平时都是怎么使用Handler的。

step1:初始化一个Handler对象，重写其handleMessage()方法：

Handler mHandler=new Handler() { @Override public void handleMessage(Message msg){ //todo }};

step2:发送消息通知Handler处理：

Message msg=mHandler.obtainMessage();msg.what=0;mHandler.sendMessage(msg);

我们经常会在主线程中进行step1操作，而在子线程中通过setp2来与主现场通信，如执行UI操作。那么Handler究竟是如何做到线程之间通信的呢？故事要从一个叫Looper的家伙说起。

Looper是什么

在Android中，对于每一个线程,都可以创建一个Looper对象（最多一个！）和多个Handler。

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));

}

Looper就像一个消息泵，源源不断的从消息池中拿到消息，交给Handler处理。

我们先来简单的看一下Looper类，Looper类中有有四个我们必须要了解的变量：

private static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();private static Looper sMainLooper; // guarded by Looper.classfinal MessageQueue mQueue;final Thread mThread;

上面定义了两个静态变量：一个ThreadLocal类型的变量sThreadLocal，一个Looper类型的变量sMainLooper。还有两个final变量：一个队列类型的mQueue，一个线程类型的mThread。这四个变量至关重要。

一个线程想要使用Handler，就必须得创建一个Looper对象。那么创建一个Looper对象需要做什么呢？很简单，一行代码足以。（main线程中不需要创建Looper对象，因为在AvtivityThread.java类中的mian方法里已经创建了Looper对象，相关代码也是只有一行Looper.prepareMainLooper();）

Looper.prepare();

//非UI线程初始化Handler必须加此代码否则报异常： RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");

待handler.sendMsg();执行后，还有一句关键代码就是：Looper.loop();

源码请看：

在Looper.prepare()中，Looper类会创建一个新的Looper对象,并放入全局的sThreadLocal中。

sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));

我们再继续深入看看new Looper(quitAllowed)，很简单，也就两行代码：

mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);mThread = Thread.currentThread();

原来只是初始化mQueue和mThread这两个变量。

但是仅仅创建了Looper还不行，还必须开启消息循环，要不然要Looper有何用。开启消息循环同样很简单：

Looper.Loop();

现在再来看一看Looper.loop()，部分源码已省略：

public static void loop() { final Looper me = myLooper();

//下面是Looper.myLooper()源码

public static @Nullable Looper myLooper() {

return sThreadLocal.get();//通过Looper对象携带的线程名称得到Looper对象（线程名称唯一）

} if (me == null) { throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread."); } final MessageQueue queue = me.mQueue; ...... for (;;) { Message msg = queue.next(); // might block if (msg == null) { // No message indicates that the message queue is quitting. return; } ....//msg.target返回的是Handler对象，这里的dispatchMessage(msg)相当于回调给handler让其处理该msg msg.target.dispatchMessage(msg); ......//回收消息资源 msg.recycleUnchecked(); }}

这段代码看起来一堆，其实主要工作也就在于那个for循环。不过还是从第一行代码先看起吧。

第一行调用了函数myLooper(),这个函数的作用在于从sThreadLocal中取出当前线程的Looper对象，因为sThreadLocal为ThreadLocal类型，所以它会保证在多线程情景下，每个线程的数据互不干扰，只能取出自己的Looper对象。

接下来取出Looper对象中的mQueue变量。

final MessageQueue queue = me.mQueue;

再来看看for循环，大家可以发现这是一个无限循环，没有终止条件。正是这个for循环，开启了我们的消息机制的循环，源源不断的将消息给发送出去：

Message msg = queue.next();msg.target.dispatchMessage(msg);

如何终止该循环呢？（在下面的Looper中会详细介绍）

Handler与Looper的绑定

说了这么多，大家对Looper应该稍微有点了解了，但是上述的代码里似乎没有涉及到我们使用的Handler啊，那Looper是如何与Handler进行绑定的呢？又是怎么拿到我们的消息并进行分发的呢？这就要看看Handler的源码了。

先要看一看Handler的构造函数：

public Handler(Callback callback, boolean async) { ...... mLooper = Looper.myLooper(); if (mLooper == null) { throw new RuntimeException( "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"); } mQueue = mLooper.mQueue; ......}

这里主要有两步操作：首先是获取当前线程的Looper对象，赋值给本地变量，接着将Looper中的消息队列mQueue赋值给Handler的mQueue。通过这两步，Handler就与当前线程的Looper对象绑定了。

再回到Handler的日常使用:

handler.sendEmptyMessage(int)

我们直接深入到这个方法的最底层：sendMessageAtTime(Message msg,long uptimeMills);

public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) { MessageQueue queue = mQueue; 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);}

先是将消息队列mQueue赋值给局部变量queue（注意注意！这个mQueue指向的可是Looper的mQueue，忘记了请看前述Hander的构造函数）。再直接看最后一句，enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);这里应该是将我们发送的消息入队了。再向下挖：

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) { msg.target = this; if (mAsynchronous) { msg.setAsynchronous(true); } return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);}

果然，这里是将msg放入了Looper的mQueue中了。好了，消息放到队列中去了，有进就有出啊，你个送信的总得把信送出去吧。还记得Loop.loop()方法吗，我们前面说该方法开起来消息机制的循环。loop()的for循环中最终调用了msg.target.dispatchMessage(msg); 而msg.target, 指向的就是消息的收信人，也就是Handler,那么我们又回到了Handler的源码：

public void dispatchMessage(Message msg) { if (msg.callback != null) { handleCallback(msg); } else { if (mCallback != null) { if (mCallback.handleMessage(msg)) { return; } } handleMessage(msg); }}

哈哈，看见了啥？handleMessage(msg) 啊。我们平时new Hander时咋写的记得吧。

Handler mHandler=new Handler() { @Override public void handleMessage(Message msg){ //todo }};

我们重写了handleMessage方法，处理我们接收到的消息，OK，消息终于送达到目的地了！

主线程的Looper

最后在说一点，我们平时开发过程中，并没有在Activity中去初始化Looper，那为什么可以使用Handler呢？其实Activity所在的主线程照样也创建了Looper对象，替你干了活而已，虽然它是主线程，也得照样按照规则办事啊。

Activity所在的主线程是ActivityThread，其实这样说并不准确，因为ActivityThread并不是一个线程，它只是主线程的一个入口：ActivityThread中的void main(String[] args)。

public static void main(String[] args) { ...... Looper.prepareMainLooper(); ..... Looper.loop(); .....}

我擦，你看它已经默默做好了一切！

细心的你应该发现了，这里调用的是Looper.prepareMainLooper()，而不是之前所说的Looper.prepare()。是啊，它可是主线程，总得有点不一样的地方吧，岂能完全平起平坐。

我们来挖一挖这个prepareMainLooper()。

public static void prepareMainLooper() { prepare(false); synchronized (Looper.class) { if (sMainLooper != null) { throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared."); } sMainLooper = myLooper(); }}

它首先也调用了prepare(false)方法，只不过又多做了一件事：sMainLooper = myLooper();

这时你要问了，这个变量有啥用啊？大家还记得这个变量是静态的吧，这样在子线程中，你就可以通过getMainLooper()来获得主线程的Looper对象了。而对于其他的子线程，因为它们的Looper对象只存储在sThreadLocal中，所以只能够取出自己的Looper对象了。

举个例子，子线程想要在主线程中执行一段代码，就可以按照如下操作：

new Handler(getMainLooper()).post(new Runnable() { @Override public void run() { //todo } })

最后的福利--Looper.loop()无线循环

对于线程既然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，我们是绝不希望会被运行一段时间，自己就退出，那么如何保证能一直存活呢？简单做法就是可执行代码是能一直执行下去的，死循环便能保证不会被退出，例如，binder线程也是采用死循环的方法，通过循环方式不同与Binder驱动进行读写操作，当然并非简单地死循环，无消息时会休眠。但这里可能又引发了另一个问题，既然是死循环又如何去处理其他事务呢？通过创建新线程的方式。

真正会卡死主线程的操作是在回调方法onCreate/onStart/onResume等操作时间过长，会导致掉帧，甚至发生ANR，looper.loop本身不会导致应用卡死。

相关链接：https://www.zhihu.com/question/34652589/answer/90344494

总结

以上就是Handler与Looper的哀怨情仇。总得来说，Looper就像是一个邮局，Handler通过sendMessage()将信件交给Looper，放到邮局的仓库mQueue里，邮局Looper再不断的从仓库中取出信，交还给信对应的Handler，收信人调用handleMessage()来读信。