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Android之Handler消息传递机制详解

前言

  • 在Android开发中,多线程应用是非常频繁的,其中Handler机制随处可见.
  • 下面就本人对Handle的一些理解与大家一起分享,共同回顾下Handle异步消息传递机制

1.Handler是什么?

  • Handler是一套在 Android开发中 进行异步消息传递的机制。

2.Handler在Android中的作用

  • 在Android开发中多线程的应用中,将工作线程中需更新UI的操作信息 传递到 UI主线程,从而实现 工作线程对UI的更新处理,最终实现异步消息的处理。

3. 我们为什么要使用Handler去处理更新UI操作呢?

  • 在多个线程并发更新UI的同时 保证线程安全。

4.Handler异步消息传递所涉及的相关概念

  • MainThread (主线程)UI线程,程序启动时自动创建。
  • 工作线程,开发者自己开启的线程,执行耗时操作等。
  • Handler(处理者) UI线程与子线程通信的媒介,添加消息到消息队列(Message Queue)处理循环器分发过来的消息(Looper)。
  • Message (消息) Handler接受&处理的对象,存储需要操作的消息。
  • Message Queue(消息队列) 数据存储结构,采用先进先出方式,存储Handler发过来的消息。
  • Looper(循坏器)消息队列与处理者的媒介,从消息队列中循环取出消息并发送给Handler处理。

5.使用方式

  • Handler的使用方式 因发送消息到消息队列的方式不同而不同(两种)
  • 使用Handler.sendMessage()、使用Handler.post()

1.使用 Handler.sendMessage()方式

/** 
  * 方式1:新建Handler子类(内部类)
  */

    // 步骤1:自定义Handler子类(继承Handler类) & 复写handleMessage()方法
    class mHandler extends Handler {

        // 通过复写handlerMessage() 从而确定更新UI的操作
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
         ...// 执行UI操作
            
        }
    }

    // 步骤2:在主线程中创建Handler实例
        private Handler mhandler = new mHandler();

    // 步骤3:创建所需的消息对象
        Message msg = Message.obtain(); // 实例化消息对象
        msg.what = 1; // 消息标识
        msg.obj = "AA"; // 消息内容存放

    // 步骤4:在工作线程中 通过Handler发送消息到消息队列中
        mHandler.sendMessage(msg);


/** 
  * 方式2:匿名内部类
  */
   // 步骤1:在主线程中 通过匿名内部类 创建Handler类对象
            private Handler mhandler = new  Handler(){
                // 通过复写handlerMessage()
                @Override
                public void handleMessage(Message msg) {
                        ...// 需执行UI操作
                    }
            };

  // 步骤2:创建消息对象
    Message msg = Message.obtain(); // 实例化消息对象
  msg.what = 1; // 消息标识
  msg.obj = "AA"; // 消息内容存放
  // 步骤3:在工作线程中 通过Handler发送消息到消息队列中
   mHandler.sendMessage(msg);

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2.使用Handler.post()

 new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                // 通过psot()发送,传入1个Runnable对象
                mHandler.post(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        // 指定操作UI内容
                   
                    }

                });
            }
        }.start();

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6.Handler底层原理及源码分析

在源码分析前,先来了解Handler机制中的几个核心类

  • 处理器 (Handler)
  • 消息队列 (MessageQueue)
  • 循环器 (Looper) 关于这几个类的具体作用前面已经介绍过了就不再过多阐述了。

下面开始源码分析,注意力集中了 上文中我们提到过Handler发送消息有两种方式,分别是

  • Handler.sendMessage()
  • 使用Handler.post() 下面先从第一种开始分析:

方式1:使用 Handler.sendMessage()

  //通过匿名内部类 创建Handler类对象
    private Handler mhandler = new  Handler(){
        // 通过复写handlerMessage()从而确定更新UI的操作
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
                ...// 需执行的UI操作
            }
    };

---------->>开始源码分析

public Handler() {

            this(null, false);
            // ->>此处this指代的就是当前的Handler实例,调用有参构造

    }

public Handler(Callback callback, boolean async) {

            ...// 无关代码我就不贴了

            // 1. 指定Looper对象
                mLooper = Looper.myLooper();
                if (mLooper == null) {
                    throw new RuntimeException(
                        "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
                }
                // Looper.myLooper()作用:获取当前线程的Looper对象;若线程无Looper对象则抛出异常

                // 可通过执行Loop.getMainLooper()方法获得主线程的Looper对象

            // 2. 绑定消息队列对象(MessageQueue)
                mQueue = mLooper.mQueue;
                // 获取该Looper对象中保存的消息队列对象(MessageQueue)
                // 至此,完成了handler 与 Looper对象中MessageQueue的关联
    }

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  • 从上面的源码来看,当我们创建Handler对象后,通过Handler的构造方法系统就已经帮我们自动绑定了looper和对应的MessageQueue消息队列。我们只需拿着这个Handler对象执行我们所需的操作就可以了
  • 但是,你肯定有疑问了,当前线程的Looper对象 & 对应的消息队列对象(MessageQueue) 是哪来的呢?我既没有获取也没有创建啊?
public static void main(String[] args) {
            ... // 无关的代码

            Looper.prepareMainLooper(); 
            // 1. 为主线程创建1个Looper对象,同时生成1个消息队列对象(MessageQueue)

            ActivityThread thread = new ActivityThread(); 
            // 2. 创建主线程

            Looper.loop(); 
            // 3. 自动开启 消息循环 

        }

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  • 我们可以看到,其实在Android应用进程启动时,会默认创建1个主线程(ActivityThread,也叫UI线程) ,创建ActivityThread的时候,会自动调用ActivityThread的1个静态的main()方法 = 应用程序的入口,而main()方法内则会自动调用Looper.prepareMainLooper()为主线程生成1个Looper对象和MessageQueue队列。

  • 而Handler对象创建时若不指定looper则默认绑定主线程的looper,从而可以执行主线程的UI更新操作。

  • 若是在子线程中创建Handler实例,则需要指定looper了,所以就用上了Loop.getMainLooper()方法来获得主线程的Looper对象。

方式1: 使用Handler.post()

 public void dispatchMessage(Message msg) {

    // 1. 若msg.callback属性不为空,则代表使用了post(Runnable r)发送消息
    // 则执行handleCallback(msg),即回调Runnable对象里复写的run()
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }

            // 2. 若msg.callback属性为空,则代表使用了sendMessage(Message msg)发送消息,即回调复写的handleMessage(msg)
            handleMessage(msg);

        }
    }


   public void handleMessage(Message msg) {  
          ... // 创建Handler实例时复写
   } 
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从以上源码来看,使用Handler.post()时,系统会自动回调Runnable对象里复写的run()方法,将其打包成msg对象, 实际上和sendMessage(Message msg)发送方式相同。

至此,关于Handler的异步消息传递机制的解析就完成了。


7.关于Handler 内存泄露的原因

  • 在Android开发中,内存泄露是 十分常见的

  • 其中一种情况就是在Handler中发生的内存泄露

  • 为什么会发生内存泄漏? 1.Handler的一般用法 : 新建Handler子类(内部类) 、匿名Handler内部类,而在我们编写代码的时候,其实编译器就会提示我们这种操作可能会发生内存泄漏,在android studio中就是这块代码会变黄。 2.提示的原因是

  • 该Handler类由于未设置为 静态类,从而导致了内存泄露

  • 最终的内存泄露发生在Handler类的外部类:XXXActivity类中

3.内存泄漏的原因 首先我们先要了解一些其他的知识点。

  • 主线程的Looper对象的生命周期 = 应该应用程序的生命周期
  • 在Java中,非静态内部类 & 匿名内部类都默认持有 外部类的引用,

而在Handler处理消息的时候,Handler必须处理完所有消息才会与外部类解除引用关系,如果此时外部Activity需要提前被销毁了,而Handler因还未完成消息处理而继续持有外部Activity的引用。由于上述引用关系,垃圾回收器(GC)便无法回收MainActivity,从而造成内存泄漏。


8.如何解决Handler内存泄漏

1.静态内部类+弱引用

将Handler的子类设置成 静态内部类,同时,还可加上 使用WeakReference弱引用持有Activity实例。 原因:弱引用的对象拥有短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描时,一旦发现了只具有弱引用的对象,不管当前内存空间足够与否,都会回收它的内存。


    // 设置为:静态内部类
    private static class FHandler extends Handler{

        // 定义 弱引用实例
        private WeakReference<Activity> reference;

        // 在构造方法中传入需持有的Activity实例
        public FHandler(Activity activity) {
            // 使用WeakReference弱引用持有Activity实例
            reference = new WeakReference<Activity>(activity); }

        // 复写handlerMessage() 
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            switch (msg.what) {
                case 1:
                 //更新UI
                    break;
                case 2:
                //更新UI
                    break;

            }
复制代码

2.当外部l类结束生命周期时,清空Handler内消息队列

@Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);
        // 外部类Activity生命周期结束时,同时清空消息队列 & 结束Handler生命周期
    }
复制代码

推荐使用上述解决方法一,以保证保证Handler中消息队列中的所有消息都能被执行


总结

本文主要讲述了Handler的基本原理和使用方法,以及造成内存泄漏的原因和解决方案。


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