详解Android Handler机制和Looper Handler Message关系
目录
- 概述
- 一、源码解析
- 1.Looper
- 2.Handler
- 二、分析问题
- 1.一个线程有几个Handler?
- 2.一个线程有几个Looper?如何保证?
- 3.Handler内存泄漏原因?
- 4.为何主线程可以new Handler?
- 5.子线程中维护的Looper,消息队列无消息的时候的处理方案是什么?有什么用?
- 6.Looper死循环为什么不会导致应用卡死?
概述
我们就从以下六个问题来探讨Handler 机制和Looper、Handler、Message之前的关系?
1.一个线程有几个Handler?
2.一个线程有几个Looper?如何保证?
3.Handler内存泄漏原因?为什么其他的内部类没有说过这个问题?
4.为何主线程可以new Handler?如果在想要在子线程中new Handler 要做些什么准备?
5.子线程中维护的Looper,消息队列无消息的时候的处理方案是什么?有什么用?
6.Looper死循环为什么不会导致应用卡死?
一、源码解析
1.Looper
对于Looper主要是prepare()和loop()两个方法
首先看prepare()方法
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));
}
可以看出sThreadLocal是一个ThreadLocal对象,ThreadLocal 并不是线程,而是一个线程内部的存储类,可以在线程内存储数据.在第5行可以看到,将一个Looper实例放入了
ThreadLocal,并且在第2~4行判断了sThreadLocal是否为空,否则抛出异常.这也Looper.prepare()方法不能被调用两次.这也对应了上面的第二个问题.
下面来看Looper的构造方法:
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
在Looper的构造方法中创建了一个MessageQueue(消息队列)
然后我们在看loop()方法:
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;
// 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);
boolean slowDeliveryDetected = false;
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
// This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
final Printer logging = me.mLogging;
if (logging != null) {
logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
msg.callback + ": " + msg.what);
}
final long traceTag = me.mTraceTag;
long slowDispatchThresholdMs = me.mSlowDispatchThresholdMs;
long slowDeliveryThresholdMs = me.mSlowDeliveryThresholdMs;
if (thresholdOverride > 0) {
slowDispatchThresholdMs = thresholdOverride;
slowDeliveryThresholdMs = thresholdOverride;
}
final boolean logSlowDelivery = (slowDeliveryThresholdMs > 0) && (msg.when > 0);
final boolean logSlowDispatch = (slowDispatchThresholdMs > 0);
final boolean needStartTime = logSlowDelivery || logSlowDispatch;
final boolean needEndTime = logSlowDispatch;
if (traceTag != 0 && Trace.isTagEnabled(traceTag)) {
Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg));
}
final long dispatchStart = needStartTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
final long dispatchEnd;
try {
msg.target.dispatchMessage(msg);
dispatchEnd = needEndTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
} finally {
if (traceTag != 0) {
Trace.traceEnd(traceTag);
}
}
if (logSlowDelivery) {
if (slowDeliveryDetected) {
if ((dispatchStart - msg.when) <= 10) {
Slog.w(TAG, "Drained");
slowDeliveryDetected = false;
}
} else {
if (showSlowLog(slowDeliveryThresholdMs, msg.when, dispatchStart, "delivery",
msg)) {
// Once we write a slow delivery log, suppress until the queue drains.
slowDeliveryDetected = true;
}
}
}
if (logSlowDispatch) {
showSlowLog(slowDispatchThresholdMs, dispatchStart, dispatchEnd, "dispatch", msg);
}
if (logging != null) {
logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
}
// Make sure that during the course of dispatching the
// identity of the thread wasn't corrupted.
final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
if (ident != newIdent) {
Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"
+ Long.toHexString(ident) + " to 0x"
+ Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
+ msg.target.getClass().getName() + " "
+ msg.callback + " what=" + msg.what);
}
msg.recycleUnchecked();
}
}
第2行:final Looper me = myLooper();
public static @Nullable Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}
第6行:拿到改Looper实例中的mQueue(消息队列)
第23~98行:进入了一个死循环,
第24行:Message msg = queue.next(); next()方法里会一直去取消息,然后会加锁,就会一直堵塞进程,这也就是我们经常说的Looper死循环为什么不会导致死机.在这next()源码就不粘贴了,后面会说这个为什么不会死机的问题.
第57行: 调用msg.target.dispatchMessage(msg); 把消息交给msg的target的dispatchMessage()方法去处理.msg的target是什么呢?其实就是handler对象,下面会分析.
第97行:释放消息占用的资源
Looper的主要作用:
与当前线程绑定,保证一个线程只会有一个Looper实例,同时一个Looper实例也是只有一个MessageQueue.
loop()方法,不断从MessageQueue中去取消息,交给消息的target属性的dispatchMessage()去处理.
2.Handler
使用Handler之前,我们都是初始化一个实例,比如用于更新UI线程,我们会在声明的时候直接初始化,或者在onCreate中初始化Handler实例.所以我们首先看Handler的构造方法,
看其如何与MessageQueue联系上的,它的子线程中发送的消息(一般发送的消息都是在非UI线程)怎么发送到MessageQueue中的.
public Handler(Callback callback) {
this(callback, false);
}
public Handler(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());
}
}
mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread " + Thread.currentThread()
+ " that has not called Looper.prepare()");
}
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}
第15行:通过Looper.myLooper()获取了当前线程保存的Looper实例,然后在19行又获取了这个Looper实例中保存的MessageQueue(消息队列)
这样就保证了handler的实例与我们Looper实例中MessageQueue关联上了,
然后我们再看最常用的sendMessage方法:
public final boolean sendMessage(Message msg)
{
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}
public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
Message msg = Message.obtain();
msg.what = what;
return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);
}
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;
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);
}
看到最后我们发现最后调用了sendMessageAtTime,在此方法内部有直接获取MessageQueue然后调用了enqueueMessage方法,我们再来看此方法:
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
enqueueMessage中首先为meg.target赋值为this, 在Looper的loop()方法会取出每个msg然后交给msg,target.dispatchMessage(msg)去处理消息,也就是把当前的Handler作为
msg的target属性,最终会调用queue的enqueueMessage的方法,也就是说Handler发出饿消息,最终会保存到消息队列中去.
现在已经很清楚了:Looper会调用Prepare()和loop()方法,在当前执行的线程中保存一个Looper实例,这个实例会保存一个MessageQueue对象,然后在当前的线程进入一个
无限循环中去,不断地从MessageQueue中读取Handler发来的消息.然后在回调创建这个消息的handler的dispatchMessage()方法.下面看一下dispathMessage方法:
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
第10行: 调用了handleMessage()方法,下面我们看这个方法:
/**
* Subclasses must implement this to receive messages.
*/
public void handleMessage(Message msg) {
}
可以看到这个是一个空方法,为什么呢?因为消息的最终回调是由我们控制的,我们在创建handler的时候都是重写handleMessage方法,然后根据msg.what进行消息处理的
例如:
private Handler mHandler = new Handler()
{
public void handleMessage(android.os.Message msg)
{
switch (msg.what)
{
case value:
break;
default:
break;
}
};
};
整个流程已经说完了,总结一哈:
1.首先Looper,prepare()方法在本线程中保存了一个Looper实例,然后该实例中保存一个MessageQueue对象;因为Looper.prepare()在一个线程中只能调用一次,
所以MessageQueue在一个线程中只会存在一个.
2.Looper.loop()会让当前的线程进入一个无限循环,不断地从MessageQueue的实例中读取消息,然后回调,msg.target.dispatchMessage(msg)方法.
3.Handler的构造方法,会首先得到当前线程中保存的Looper实例,进而与Looper实例的MessageQueue相关联.
4.Handler的sendMessage()方法,会给msg的target赋值为handler自身,然后加入MessageQueue中.
5.在构造Handler实例时,我们会重写handlerMessage方法.也就是msg.target,dispatchMessage(msg)最终调用的方法.
回过头来来看我们的之前的六个问题:
二、分析问题
1.一个线程有几个Handler?
我相信大家应该都使用过Handler,所以这个问题的答案:多个
这个问题没有什么好分析的,大家也亲身使用过!
2.一个线程有几个Looper?如何保证?
一个线程能有多个Handler,那么会产生多少个Looper呢? 答案: 1个
为什么?如何保证呢?
在源码分析中,可以看到sTheadLocal会实例一个Looper,如果在同一个线程中再次调用Looper.prepare方法,会抛出异常:Only one Looper may be created per thread
说明了同一个线程只能实例Looper对象.
3.Handler内存泄漏原因?
为什么其他的内部类没有说过这个问题?
Handler内存泄漏原因? 答案: 内部类引用外部类方法
private Handler mHandler =new Handler(){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
switch (msg.what){
case 0:
setLog();
break;
default:
break;
}
}
};
private void setLog() {
Log.d(TAG,"This is Log!");
}
@Override
public void onClick(View v) {
switch (v.getId()){
case R.id.create_xml:
Log.d(TAG,"create_xml");
mHandler.sendMessageDelayed(0,1000*60);
break;
default:
break;
}
创建一个匿名内部类Handler, 这时候我发延迟sendMessageDelayed()执行setLog()方法,但这个时候我如果强行关闭Activity,这个时候Activity会被销毁,但是这个Handler得不到
释放,因为还要延迟一分钟才能执行setLog()方法,这个时候就会造成内存泄漏.
其他的内部类为什么不会?
很简单,比如ListView的ViewHolder这个常用的匿名内部类,如果当主Activity销毁,这个时候ViewHolder内部类,也是直接被销毁的!所以不会出现内存泄漏问题!
4.为何主线程可以new Handler?
如果在想要在子线程中new Handler 要做些什么准备?
由前面的讲解，可以看出new Handler的条件是需要一个Looper对象，而Looper对象需要调用两个方法prepare()和loop()方法，大家可以看下面主线程的Main方法
public static void main(String[] args) {
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "ActivityThreadMain");
// Install selective syscall interception
AndroidOs.install();
// CloseGuard defaults to true and can be quite spammy. We
// disable it here, but selectively enable it later (via
// StrictMode) on debug builds, but using DropBox, not logs.
CloseGuard.setEnabled(false);
Environment.initForCurrentUser();
// Make sure TrustedCertificateStore looks in the right place for CA certificates
final File configDir = Environment.getUserConfigDirectory(UserHandle.myUserId());
TrustedCertificateStore.setDefaultUserDirectory(configDir);
Process.setArgV0("<pre-initialized>");
Looper.prepareMainLooper();
// Find the value for {@link #PROC_START_SEQ_IDENT} if provided on the command line.
// It will be in the format "seq=114"
long startSeq = 0;
if (args != null) {
for (int i = args.length - 1; i >= 0; --i) {
if (args[i] != null && args[i].startsWith(PROC_START_SEQ_IDENT)) {
startSeq = Long.parseLong(
args[i].substring(PROC_START_SEQ_IDENT.length()));
}
}
}
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false, startSeq);
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}
if (false) {
Looper.myLooper().setMessageLogging(new
LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
}
// End of event ActivityThreadMain.
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}
这个Main方法，是所有的程序启动之前，都要走的这个main方法
第20行：调用了一个Looper.prepareMainLooper();
第47行：调用了一个Looper.loop()；
而Looper.prepareMainLooper()源码：
public static void prepareMainLooper() {
prepare(false);
synchronized (Looper.class) {
if (sMainLooper != null) {
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
}
sMainLooper = myLooper();
}
}
第2行：可以看到调用了Looper里的prepare()方法；
所以说可以在一个主线程中直接new Handler
那如果在一个子线程new Handler的话，需要做什么准备？
当然是要需要：调用一个Looper.prepar()和Looper.loop()方法了。
5.子线程中维护的Looper,消息队列无消息的时候的处理方案是什么?有什么用?
在子线程使用Handler时，调用Looper.loop()方法，在上面的源码中，可以看到【Message msg = queue.next(); // might block】会一直卡死在这个地方？那我们怎么解决这个问题呢？
在Looper方法中有个QuitSafely()方法，这个方法会干掉MessageQueue(消息队列)中的所有消息而释放内存和释放线程。
这个时候回到第四个问题，在子线程中创建Handler，需要准备什么？
调用三个方法：
- looper.prepare()
- Looper.loop()
- handler.getLooper().quit();
6.Looper死循环为什么不会导致应用卡死?
了解这个问题，首先我们要了解,什么情况下才会导致应用卡死?
卡死也就会会出现应用无响应,也就是我们常说的ANR,出现ANR问题有两种:
- 在5秒内没有响应输入事件,如:按键按下,屏幕触摸
- BroadcastReceiver在10秒内没有执行完毕
了解这个了我们就会发现,在导致Looper死循环的问题是Message msg = queue.next()这个方法,看了next()源码,简单的可以说这个程序是在睡眠,从而在next()方法中调用Wake()方法可以唤醒程序,从而不会导致应用出现ANR问题.
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