# 前言

![](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/27242968-31b738c642a1ae95?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

典型的生产者-消费者模式。Android跨进程要掌握的是Binder，而同一进程中最重要的应该就是Handler消息通信机制了。我这么说，大家不知道是否认同，如果认同，还希望能给一个关注哈。

### Handler是什么

Handler主要用于异步消息的处理：当发出一个消息之后，首先进入一个消息队列，发送消息的函数即刻返回，而另外一个部分在消息队列中逐一将消息取出，然后对消息进行处理，也就是发送消息和接收消息不是同步的处理。这种机制通常用来处理相对耗时比较长的操作。

### Handler怎么用

```
public class HandlerActivity extends AppCompatActivity {
    private static final String TAG = "HandlerActivity";
    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        testSendMessage();
    }

public void testSendMessage() {
         Handler handler = new MyHandler(this);
         Message message = Message.obtain();
         message.obj = "test handler send message";
         handler.sendMessage(message);
    }

//注1： 为什么要用静态内部？？？
    static class MyHandler extends Handler {
        WeakReference<AppCompatActivity> activityWeakReference; // 注2：为何要用弱引用？？？
        public MyHandler(AppCompatActivity activity) {
            activityWeakReference = new WeakReference<>(activity);
        }

@Override
        public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            Log.d(TAG, (String) msg.obj);
        }
    }
}
```

# Handler源码怎么解读

从使用方式的场景，咱们一步一步的探究里面是怎么实现的，还有上面的标注的两点，在后面我都会介绍的，各位客官听我慢慢道来。first，看下四大金刚关系图，文字表述再多，不如一张图来的直接。

![](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/27242968-2912bda536e93736?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

通过上图就可以简单看出Handler、MessageQueue、Message、Looper 这四者是怎么样互相持有对方的，大概可以了解消息的传递。next，我们先来一张时序图，看下消息是怎么一步步发送出来的。

![](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/27242968-4d14bbeb1845a9e4?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

1.  进入的是Handler.sendMessage方法。

```
public final boolean sendMessage(@NonNull Message msg) {
    return sendMessageDelayed(msg, 0);
}
```

2.  接下来继续调用Handler.sendMessageDelayed方法。

```
public final boolean sendMessageDelayed(@NonNull Message msg, long delayMillis) {
    if (delayMillis < 0) {
        delayMillis = 0;
    }
    return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
```

3.  接着走Handler.sendMessageAtTime 方法，这里面就要用到MessageQueue 对象了，此处说明一下，这个mQueue  是在哪里获取到的，是在Handler 构造方法里。此处贴图，从图中可以看出mLooper=Looper.myLooper() mQueue=mLooper.mQueue。Handler 中的MessageQueue是Looper中持有的MessageQueue对象 。

![](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/27242968-278405e41c51d474?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

注1：为啥要用静态内部类----> 如果我们使用Handler 类，没有用static 关键字修饰的话，则会输出Log：The following Handler class should be static or leaks might occur。会提示你可能会引起内存泄漏。因此在注1处我用了static修饰。

```
public boolean sendMessageAtTime(@NonNull 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);
}
```
4.  接着时序图上的流程走，此时要进入到MessageQueue.enqueueMessage 方法中，该方法就是将msg对象存入到MessageQueue队列中，注意此处，将该handler对象赋值给了msg.target，这个后面会用到的，很关键。

```
private boolean enqueueMessage(@NonNull MessageQueue queue, @NonNull Message msg,
        long uptimeMillis) {
    msg.target = this;
    msg.workSourceUid = ThreadLocalWorkSource.getUid();

if (mAsynchronous) {
        msg.setAsynchronous(true);
    }
    return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis); //3，即将进入MessageQueue.enqueueMessage 方法。
}
```

5.  接着来看MessageQueue.enqueueMessage方法，该方法就是按照时间的顺序插入到Message这个链表结构的数据对象中去。

```
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
    if (msg.target == null) { //4. 后面说明，这个也就是四大金刚图里的msg.target 所持有的Handler 对象。
        throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
    }

synchronized (this) {
        ...
        msg.markInUse();
        msg.when = when;
        Message p = mMessages;
        boolean needWake;
        if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
            // New head, wake up the event queue if blocked.
            msg.next = p;
            mMessages = msg;
            needWake = mBlocked;
        } else {
            // 链表的插入操作，不太熟悉的可以看看数据结构。(此处是根据时间来排序的)
            needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
            Message prev;
            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); //画重点，此处唤醒等待的next 方法。
        }
    }
    return true;
}
```

此时，一条消息就相当于入队了。MessageQueue从名称来看是队列，实际上，使用的还是Message.next指针来进行操作的，也即是链表的操作。消息的入队完成，后面将会介绍该消息是怎么发送出去的。6\. Loop.loop方法，敲重点。省略了部分代码，只关注核心代码。这里用到了死循环，不停的获取Message对象，获取到之后直接调用Message.target变量所持有的Handler对象，然后调用Handler.dispatchMessage方法，这样就完成了消息的分发。

```
public static void loop() {
    final Looper me = myLooper();
    ...
    final MessageQueue queue = me.mQueue;
    ...
    for (;;) {
        Message msg = queue.next(); // might block   //7.通过MessageQueue.next()方法获取Message对象。
        ...
        final long start = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
        final long end;
        try {
            msg.target.dispatchMessage(msg);
            end = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
        } finally {
            if (traceTag != 0) {
                Trace.traceEnd(traceTag);
            }
        }
        ...
        msg.recycleUnchecked();
    }
}
```

7-8\. MessageQueue.next()方法获取Message对象。

```
Message next() {
    ...
    int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
    int nextPollTimeoutMillis = 0;
    for (;;) { //死循环
        if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
            Binder.flushPendingCommands();
        }

nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);   // 5: 避免了阻塞的关键点，释放资源，处于等待。疑点：处于等待，肯定需要一个东西来唤醒它。上面第5步分析enqueueMessage的时候有行代码if (needWake) {
            nativeWake(mPtr); //画重点，此处唤醒等待的next 方法。
        } 。

synchronized (this) {
            // Try to retrieve the next message.  Return if found.
            final long now = SystemClock.uptimeMillis();
            Message prevMsg = null;
            Message msg = mMessages;
            if (msg != null && msg.target == null) { //******此条件可以先不看，因为通过Handler 发送的消息target 都会持有Handler，该逻辑不会触发。消息同步屏障的时候会优先触发该逻辑。
                // Stalled by a barrier.  Find the next asynchronous message in the queue.
                do {
                    prevMsg = msg;
                    msg = msg.next;
                } while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
            }
            if (msg != null) { //查找当前的msg 对象。
                if (now < msg.when) {
                    // 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 {
                    // Got a message.
                    mBlocked = false;
                    if (prevMsg != null) {
                        prevMsg.next = msg.next;
                    } else {
                        mMessages = msg.next;
                    }
                    msg.next = null;
                    if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
                    msg.markInUse();
                    return msg;
                }
            } else {
                // No more messages.
                nextPollTimeoutMillis = -1;
            }
         ...
        nextPollTimeoutMillis = 0;
    }
}
```

9.Handler.dispatchMessage方法，此处有判断，如果在Activity中使用view.post方法调用的时候，就会走到handleCallback回调中。通过sendMessagexxx函数发送消息的就会走到handleMessage回调中去。

```
/**
 * Handle system messages here.
 */
public void dispatchMessage(Message msg) {
    if (msg.callback != null) {
        handleCallback(msg);
    } else {
        if (mCallback != null) {
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                return;
            }
        }
        handleMessage(msg);
    }
}
```

该方法会会将msg对象发送到客户端定义Handler的地方，重写的handleMessage方法。至此，Handler发送消息的流程大致介绍完成。

## 总结

Handler 发送消息的时候，在Handler.enqueueMessage方法中，将该Handler对象添加到Message中的target属性中，这样就完成了Message持有Handler的操作，为最后Message.target.dispatchMessage做了保证。

然后将该Message对象放入到MessageQueue中的Message.next中去，完成了消息链表的添加；而这个MessageQueue是Looper中所持有的对象，这样就可以通过Looper类通过对MessageQueue.next()---->Message.next()--->Message.target.dispatchMessage(msg)完成了消息的分发。

![](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/27242968-01e8384ce544dd36?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

## 补充点

##### **Looper对象是怎么new出来的？**

![](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/27242968-38d5a05ca8475d1d?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

上图看出是在应用程序进程的ActivityThread类中的main()函数中调用了Looper.prepareMainLooper()方法，就new出来了主线程中的Looper。

![](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/27242968-494e4c2cb854c851?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

上图也看出，这个Looper.prepareMainLooper()方法是系统调用的，开发者不能再次调用了，否则会抛出异常。

![](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/27242968-0bad4e17c46f5128?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

prepare这个方法真正的new Looper了。接着来看看Looper的构造函数。

![](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/27242968-4b2f51dad919557c?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

此处创建了MessageQueue，Handler中的MessageQueue就是这块创建的。

##### **为什么将Looper保存在ThreadLocal中？**

ThreadLocal：线程的变量副本，每个线程隔离。我的理解就是，ThreadLocal内部使用了当前线程为Key，需要存储的对象为Value，通过字典保存起来的，这样客户端在获取的时候，当前线程就只会获取一份保存的Value。回到Looper中，就可以知道一个线程里按理说就会只有一个Looper。

##### **Message 为什么推荐使用obtain()方式获取Message对象，而不推荐使用new Message()？**

这里涉及到池的技术的应用：Message中维护了一个消息池，消息使用完就会回收。减少对象创建和销毁的开销；java当中的线程池也是用到了该思想。

##### **同步屏障**

同步屏障机制的作用，是让这个绘制消息得以越过其他的消息，优先被执行。系统中UI绘制会使用到同步屏障，开发中基本用不到。核心代码是先设置一个target=null的消息，插入到消息链表的头部。

![](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/27242968-6e4afcc941bdcedd?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

然后在MessageQueue.next中优先查找同步屏障中的消息asyncHronous设置为true的异步消息。

![](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/27242968-5bc1690b26ff13db?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

##### **Handler为什么会导致内存泄漏以及解决方案？**

Handler导致内存泄漏一般发生在发送延迟消息的时候，当Activity关闭之后，延迟消息还没发出，那么主线程中的MessageQueue就会持有这个消息的引用，而这个消息是持有Handler的引用，而handler作为匿名内部类持有了Activity的引用，所以就有了以下的一条引用链。

**解决**

1.  使用静态内部类，如果要调用Activity中的方法，就可以在静态内部类中设置一个WeakReference activityWeakReference引用。
2.  在Activity销毁的时候，即onDestory()方法中调用handler.removeCallbacks，移除runnable。

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扒光 Handler，赶紧来瞧一瞧

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