Handler源码解析
一、创建Handler对象
使用handler最简单的方式:直接new一个Handler的对象
Handler handler = new Handler();
所以我们来看看它的构造函数的源码:
public Handler() { this(null, false); } public Handler(Callback callback, boolean async) { if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) { final Class 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 that has not called Looper.prepare()"); } mQueue = mLooper.mQueue; mCallback = callback; mAsynchronous = async; }
这段代码做了四件事:
1、校验是否可能内存泄漏
2、初始化一个Looper mLooper3、初始化一个MessageQueue mQueue
我们一件事一件事的看:
1、校验是否存在内存泄漏
Handler的构造函数中首先判断了FIND_POTENTIAL_LEAKS的值,为true时,会获取该对象的运行时类,如果是匿名类,成员类,局部类的时候判断修饰符是否为static,不是则提示可能会造成内存泄漏。
问:为什么匿名类,成员类,局部类的修饰符不是static的时候可能会导致内存泄漏呢?答:因为,匿名类,成员类,局部类都是内部类,内部类持有外部类的引用,如果Activity销毁了,而Hanlder的任务还没有完成,那么Handler就会持有activity的引用,导致activity无法回收,则导致内存泄漏;静态内部类是外部类的一个静态成员,它不持有内部类的引用,故不会造成内存泄漏这里我们可以思考为什么非静态类持有外部类的引用?为什么静态类不持有外部类的引用?
问:使用Handler如何避免内存泄漏呢?
答:使用静态内部类的方式2、初始化初始化一个Looper mLooper
这里获得一个mLooper,如果为空则跑出异常:
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare() "如果没有调用Looper.prepare()则不能再线程里创建handler!我们都知道,如果我们在UI线程创建handler,是不需要调用这个方法的,但是如果在其他线程创建handler的时候,则需要调用这个方法。那这个方法到底做了什么呢?我们去看看代码:
public static void prepare() { prepare(true); } 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)); }
先取sThreadLocal.get()的值,结果判断不为空,则跑出异常“一个线程里只能创建一个Looper”,所以sThreadLocal里存的是Looper;如果结果为空,则创建一个Looper。那我们再看看,myLooper()这个方法的代码:
public static @Nullable Looper myLooper() { return sThreadLocal.get(); }
总上我们得出一个结论:当我们在UI线程创建Handler的时候,sThreadLocal里已经存了一个Looper对象,所以有个疑问:
当我们在UI线程中创建Handler的时候sThreadLocal里的Looper从哪里来的?我们知道,我们获取主线程的Looper需要调用getMainLooper()方法,代码如下:public static Looper getMainLooper() { synchronized (Looper.class) { return sMainLooper; } }
所以我们跟踪一下这个变量的赋值,发现在方法prepareMainLooper()中有赋值,我们去看看代码:
public static void prepareMainLooper() { prepare(false); synchronized (Looper.class) { if (sMainLooper != null) { throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared."); } sMainLooper = myLooper(); } }
第一步调用了prepare(false),这个方法我们刚才已经看了,是创建一个Looper对象,然后存到sThreadLocal中;
然后判断sMainLooper是否为空,空则抛出异常sMainLooper不为空,则sMainLooper = myLooper()至此sMainLooper对象赋值成功,所以,我们需要知道prepareMainLooper()这个方法在哪调用的,跟一下代码,就发现在ActivityThread的main方法中调用了Looper.prepareMainLooper();。现在真相大白:
当我们在UI线程中创建Handler的时候sThreadLocal里的Looper是在ActivityThread的main函数中调用了prepareMainLooper()方法时初始化的ActivityThread是一个在一个应用进程中负责管理Android主线程的执行,包括活动,广播,和其他操作的类3、初始化一个MessageQueue mQueue
从代码里我们看出这里直接调用了:mLooper.mQueue来获取这个对象,那这个对象可能在Looper初始化的时候就产生了。我们去看看Looper的初始化代码:
private Looper(boolean quitAllowed) { mQueue = new MessageQueue(quitAllowed); mThread = Thread.currentThread(); }
代码很简单,就是创建了MessageQueue的对象,并获得了当前的线程。
至此,Handler的创建已经完成了,本质上就是获得一个Looper对象和一个MessageQueue对象!二、使用Handler发送消息
Handler的发送消息的方式有很多,我们跟踪一个方法sendMessage方法一直下去,发现最后竟然调用了enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis),那我们看看这个方法的代码:
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) { msg.target = this; if (mAsynchronous) { msg.setAsynchronous(true); } return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis); }
这段代码做了两件事:
1、给msg.target赋值,也就是Handler对象
2、给消息设置是否是异步消息。3、调用MessageQueue 的enqueueMessage(msg, uptimeMillis)方法我们只关注第三步:这一步把Handler的发送消息转给了MessageQueue的添加消息的方法。所以至此,Handler发送消息的任务也已经完成了,本质上就是调用MessageQueue自己的添加消息的方法!三、MessageQueue添加消息
MessageQueue的构造函数代码如下:
MessageQueue(boolean quitAllowed) { mQuitAllowed = quitAllowed; mPtr = nativeInit(); }
也没做什么特别的事情。我们去看看enqueueMessage(msg, uptimeMillis)方法代码:
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) { if (msg.target == null) { throw new IllegalArgumentException("Message must have a target."); } if (msg.isInUse()) { throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use."); } synchronized (this) { if (mQuitting) { IllegalStateException e = new IllegalStateException( msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread"); Log.w(TAG, e.getMessage(), e); msg.recycle(); return false; } 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 { // Inserted within the middle of the queue. Usually we don't have to wake // up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue // and the message is the earliest asynchronous message in the queue. 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); } } return true; }
代码很长,但是通过观察这段代码我们发现这个MessageQueue实际上是个链表,添加消息的过程实际上是一个单链表的插入过程。
所以我们知道了Handler发送消息的本质其实是把消息添加到MessageQueue中,而MessageQueue其实是一个单链表,添加消息的本质是单链表的插入四、从消息队列里取出消息
我们已经知道消息如何存储的了,我们还需要知道消息是如何取出的。
所以我们要看一下Looper.loop();这个方法: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; for (;;) { Message msg = queue.next(); // might block if (msg == null) { // No message indicates that the message queue is quitting. return; } try { msg.target.dispatchMessage(msg); } } }
代码太长我删了部分代码。可以看出这个方法主要的功能是很简单的。
获取Looper对象,如果为空,抛异常。
获取消息队列MessageQueue queue遍历循环从消息队列里取出消息,当消息为空时,循环结束,消息不为空时,分发出去!但是实际上当没有消息的时候queue.next()方法会被阻塞,并标记mBlocked为true,并不会立刻返回null。而这个方法阻塞的原因是nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);方法阻塞。阻塞就是为了等待有消息的到来。那如果在有消息加入队列,loop()方法是如何继续取消息呢?
这得看消息加入队列的时候有什么操作,我们去看刚才的enqueueMessage(msg, uptimeMillis)方法,发现if (needWake) { nativeWake(mPtr);}
当needWake的时候会调用一个本地方法唤醒读取消息。
所以这里看一下消息分发出去之后做了什么?msg.target.dispatchMessage(msg);上面讲过这个target其实就是个handler。所以我们取handler里面看一下这个方法代码
public void dispatchMessage(Message msg) { if (msg.callback != null) { handleCallback(msg); } else { if (mCallback != null) { if (mCallback.handleMessage(msg)) { return; } } handleMessage(msg); } }
代码非常简单,当callback不为空的时候调用callback的handleMessage(msg)方法,当callback为空的时候调用自己的handleMessage(msg)。一般情况下我们不会传入callback,而是直接复写Handler的handleMessage(msg)方法来处理我们的消息。
写在最后
很多人在刚接触这个行业的时候或者是在遇到瓶颈期的时候,总会遇到一些问题,比如学了一段时间感觉没有方向感,不知道该从那里入手去学习,对此我整理了一些资料,需要的可以免费分享给大家
关于Android进阶知识的全部学习内容,我们这边都有系统的知识体系以及进阶视频资料,有需要的朋友可以加群免费领取安卓进阶视频教程,源码,面试资料,群内有大牛一起交流讨论技术;(包括自定义控件、NDK、架构设计、混合式开发工程师(React native,Weex)、性能优化、完整商业项目开发等)