从源码解析Handler机制

Handler机制是面试中的常客了，今天和你们一块儿经过源码层面来解析一下。
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前提知识点

Handler机制涉及到几个类： MessageQueue, Looper, Message, ActivityThread。

• ActivityThread: 主线程，开启loop循环，管理application进程， 调度管理activity, 广播及其余操做。
• Message: handler机制中消息的载体，包含相关描述和数据对象，包含属性what, obj, arg1,arg2等。
• MessageQueue: 消息队列。
• Looper：循环去MessageQueue中消息。

AppCompatActivity.java-> FragmentActivity.java->SupportActivity.java->Activity.java

在Activity中默认有一个ActivityThread这是一个main thread,其中final Looper mLooper = Looper.myLooper();实例化了一个looper对象。
在ActivityThread.java中的main方法中，有以下代码

public static void main(String[] args) {
           ...省略其余代码
        Looper.prepareMainLooper();
          ...省略其余代码
        Looper.loop();
    }

Looper.java

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

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构造函数中初始了消息队列MessageQueue对象
private Looper(boolean quitAllowed) {
        mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
        mThread = Thread.currentThread();
    }

建立looper 对象以前，会判断 sThreaLocal 中是否已经绑定过 Looper 对象，若是是则抛出异常，确保一个线程中Looper.prepare()只调用一次。
若是在MainActivity中调用，以下代码，会报错。

经过上述代码能够得知，Activity中默认开始了loop()循环，用于获取handler发送的消息。

最简单的应用

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {

    private final String TAG = "MainActivity";
    public final int MSG_DOWN_FAIL = 1;
    public final int MSG_DOWN_SUCCESS = 2;
    public final int MSG_DOWN_START = 3;

    @BindView(R.id.btn_start_thread)
    Button btnStart;

    @BindView(R.id.tv_status)
    TextView tvShow;

    private Handler handler = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            switch (msg.what) {
                case MSG_DOWN_START:
                    tvShow.setText("down start");
                    break;
                case MSG_DOWN_SUCCESS:
                    tvShow.setText("down success");
                    break;
                case MSG_DOWN_FAIL:
                    tvShow.setText("down fail");
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        ButterKnife.bind(this);
        btnStart.setOnClickListener(this);
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        switch (v.getId()) {
            case R.id.btn_start_thread:
                new MyThread().start();
                break;
            default:
                break;
        }
    }

    class MyThread extends Thread {

        @Override
        public void run() {
            handler.sendEmptyMessage(MSG_DOWN_START);
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            Message msg = Message.obtain();
            msg.what = MSG_DOWN_SUCCESS;
            handler.sendMessage(msg);
        }
    }
}

sendMessage以后发生了什么

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

sendMessage调用了sendMessageDelayed->sendMessageAtTime->enqueueMessage, 最终调用了MessageQueue的enqueueMessage的方法, 并将本身设置为message的target

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

接下来就到了消息队列MessageQueue中了，来看一下

• 若是message的target为null，则直接抛出异常
• 按照message的时间when有序插入到MessageQueue中，因此MessageQueue是一个按时间排序的有序队列。

怎么取MessageQueue中的消息

其实这里就是Looper.loop()方法从消息队列中不断循环取消息了。

不断调用MessageQueue的next()方法取消息，若是message不为null， 则调用handler的dispatchMessage分发消息。


这个handleMessage方法就是在建立Handler中覆盖的方法。

至此 Handler 的发送消息和消息处理流程已经介绍完毕。

面试常见问题

1.Looper.loop() 为何不会阻塞主线程

Android的Ui线程，开启了一个死循环，可是并无阻塞主线程是为何呢？
在MessageQueue的next方法中有这样一行代码

private native void nativePollOnce(long ptr, int timeoutMillis); /*non-static for callbacks*/

nativePollOnce 方法是一个 native 方法，当调用此 native 方法时，主线程会释放 CPU 资源进入休眠状态，直到下条消息到达或者有事务发生，经过往 pipe 管道写端写入数据来唤醒主线程工做，这里采用的 epoll 机制。

2.Handler 的 sendMessageDelayed 或者 postDelayed 是如何实现的

messageQueue的enqueueMessage是按照消息的when时间有序加入到队列的，取的时候也是按照时间进行取的

能够看到若是当前时间小于msg设置的时间，会计算一个timeout，在timeout到了以后，才会将UI线程唤醒，交由CPU执行。

总结

1.APP启动建立主线程的时候会经过ActivityThread执行Looper.prepare()，建立一个looper 对象，在私有的构造方法中又建立了 MessageQueue 做为此 Looper 对象的成员变量，Looper 对象经过 ThreadLocal 绑定 MainThread 中。2.在建立Handler对象的时候，经过构造函数获取ThreadLocal 绑定的looper对象，并经过looper获取消息队列MessageQueue做为成员变量3.子线程发送消息时，将msg的target设置为handler自身，以后调用成员MessageQueue的enqueueMessage将消息按照msg.when时间排序插入到消息队列4.主线程经过Looper.loop()开启不阻塞UI线程的死循环，经过绑定的looper对象获取MessageQueue，调用next()方法不断获取msg, 并经过(handler)msg.target.dispatchMessage发送至咱们建立的handler时覆盖的handleMessage()方法