Android 消息机制以及handler的内存泄露

Handler

每个初学Android开发的都绕不开Handler这个“坎”，为什么说是个坎呢，首先这是Android架构的精髓之一，其次大部分人都是知其然却不知其所以然。今天看到Handler.post这个方法之后决定再去翻翻源代码梳理一下Handler的实现机制。

异步更新UI

先来一个必背口诀“主线程不做耗时操作，子线程不更新UI”，这个规定应该是初学必知的，那要怎么来解决口诀里的问题呢，这时候Handler就出现在我们面前了（AsyncTask也行，不过本质上还是对Handler的封装），来一段经典常用代码(这里忽略内存泄露问题，我们后面再说)：

首先在Activity中新建一个handler:

private Handler mHandler = new Handler() {
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
      super.handleMessage(msg);
      switch (msg.what) {
        case 0:
          mTestTV.setText("This is handleMessage");//更新UI
          break;
      }
    }
  };

然后在子线程里发送消息：

new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
        try {
          Thread.sleep(1000);//在子线程有一段耗时操作,比如请求网络
          mHandler.sendEmptyMessage(0);
        } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
        }
      }
    }).start();

至此完成了在子线程的耗时操作完成后在主线程异步更新UI，可是并没有用上标题的post,我们再来看post的版本：

new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
        try {
          Thread.sleep(1000);//在子线程有一段耗时操作,比如请求网络
          Handler handler = new Handler();
          handler.post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
              mTestTV.setText("This is post");//更新UI
            }
          });
        } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
        }
      }
    }).start();

从表面上来看，给post方法传了个Runnable，像是开了个子线程，可是在子线程里并不能更新UI啊，那么问题来了，这是怎么个情况呢？带着这个疑惑，来翻翻Handler的源码：

先来看看普通的sendEmptyMessage是什么样子：

public final boolean sendEmptyMessage(int what)
  {
    return sendEmptyMessageDelayed(what, 0);
  }

public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
    Message msg = Message.obtain();
    msg.what = what;
    return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);
  }

将我们传入的参数封装成了一个消息，然后调用sendMessageDelayed：

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

再调用sendMessageAtTime：

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);
  }

好了，我们再来看post():

public final boolean post(Runnable r)
  {
    return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);//getPostMessage方法是两种发送消息的不同之处
  }

方法只有一句，内部实现和普通的sendMessage是一样的，但是只有一点不同,那就是 getPostMessage(r) 这个方法：

private static Message getPostMessage(Runnable r) {
    Message m = Message.obtain();
    m.callback = r;
    return m;
  }

这个方法我们发现也是将我们传入的参数封装成了一个消息，只是这次是m.callback = r,刚才是msg.what=what,至于Message的这些属性就不看了

Android消息机制

看到这里，我们只是知道了post和sendMessage原理都是封装成Message，但是还是不清楚Handler的整个机制是什么样子，继续探究下去。

刚才看到那两个方法到最终都调用了sendMessageAtTime

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);
  }

这个方法又调用了 enqueueMessage，看名字应该是把消息加入队列的意思，点进去看下：

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

mAsynchronous这个异步有关的先不管，继续将参数传给了queue的enqueueMessage方法，至于那个msg的target的赋值我们后面再看，现在继续进入MessageQueue类的enqueueMessage方法，方法较长，我们看看关键的几行：

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;

果然像方法名说的一样，一个无限循环将消息加入到消息队列中（链表的形式）,但是有放就有拿，这个消息怎样把它取出来呢？

翻看MessageQueue的方法，我们找到了next()，代码太长，不赘述，我们知道它是用来把消息取出来的就行了。不过这个方法是在什么地方调用的呢，不是在Handler中，我们找到了Looper这个关键人物，我叫他环形使者，专门负责从消息队列中拿消息，关键代码如下：

for (;;) {
   Message msg = queue.next(); // might block
   ...
   msg.target.dispatchMessage(msg);
   ...
   msg.recycleUnchecked();
}

简单明了，我们看到了我们刚才说的msg.target，刚才在Handler中赋值了msg.target=this，所以我们来看Handler中的dispatchMessage：

public void dispatchMessage(Message msg) {
    if (msg.callback != null) {
      handleCallback(msg);
    } else {
      if (mCallback != null) {
        if (mCallback.handleMessage(msg)) {
          return;
        }
      }
      handleMessage(msg);
    }
  }

1.msg的callback不为空，调用handleCallback方法（message.callback.run()）
2.mCallback不为空，调用mCallback.handleMessage(msg)
3.最后如果其他都为空，执行Handler自身的 handleMessage(msg) 方法
msg的callback应该已经想到是什么了，就是我们通过Handler.post(Runnable r)传入的Runnable的run方法，这里就要提提java基础了，直接调用线程的run方法相当于是在一个普通的类调用方法，还是在当前线程执行，并不会开启新的线程。

所以到了这里，我们解决了开始的疑惑，为什么在post中传了个Runnable还是在主线程中可以更新UI。

继续看如果msg.callback为空的情况下的mCallback，这个要看看构造方法：

1.
public Handler() {
    this(null, false);
  }
2.
public Handler(Callback callback) {
    this(callback, false);
  }
3.
public Handler(Looper looper) {
    this(looper, null, false);
  }
4.
public Handler(Looper looper, Callback callback) {
    this(looper, callback, false);
  }
5.
public Handler(boolean async) {
    this(null, async);
  }
6.
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 that has not called Looper.prepare()");
    }
    mQueue = mLooper.mQueue;
    mCallback = callback;
    mAsynchronous = async;
  }
7.
public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async) {
    mLooper = looper;
    mQueue = looper.mQueue;
    mCallback = callback;
    mAsynchronous = async;
  }

具体的实现就只有最后两个，已经知道mCallback是怎么来的了，在构造方法中传入就行。

最后如果这两个回调都为空的话就执行Handler自身的handleMessage(msg)方法，也就是我们熟知的新建Handler重写的那个handleMessage方法。

Looper

看到了这里有一个疑惑，那就是我们在新建Handler的时候并没有传入任何参数，也没有哪里显示调用了Looper有关方法，那Looper的创建以及方法调用在哪里呢？其实这些东西Android本身已经帮我们做了，在程序入口ActivityThread的main方法里面我们可以找到：

 public static void main(String[] args) {
  ...
  Looper.prepareMainLooper();
  ...
  Looper.loop();
  ...

总结

已经大概梳理了一下Handler的消息机制，以及post方法和我们常用的sendMessage方法的区别。来总结一下，主要涉及四个类Handler、Message、MessageQueue、Looper：

新建Handler，通过sendMessage或者post发送消息，Handler调用sendMessageAtTime将Message交给MessageQueue

MessageQueue.enqueueMessage方法将Message以链表的形式放入队列中

Looper的loop方法循环调用MessageQueue.next()取出消息，并且调用Handler的dispatchMessage来处理消息

在dispatchMessage中，分别判断msg.callback、mCallback也就是post方法或者构造方法传入的不为空就执行他们的回调，如果都为空就执行我们最常用重写的handleMessage。

最后谈谈handler的内存泄露问题
再来看看我们的新建Handler的代码：

private Handler mHandler = new Handler() {
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
      ...
    }
  };

当使用内部类（包括匿名类）来创建Handler的时候，Handler对象会隐式地持有Activity的引用。

而Handler通常会伴随着一个耗时的后台线程一起出现，这个后台线程在任务执行完毕后发送消息去更新UI。然而，如果用户在网络请求过程中关闭了Activity，正常情况下，Activity不再被使用，它就有可能在GC检查时被回收掉，但由于这时线程尚未执行完，而该线程持有Handler的引用（不然它怎么发消息给Handler？），这个Handler又持有Activity的引用，就导致该Activity无法被回收（即内存泄露），直到网络请求结束。

另外，如果执行了Handler的postDelayed()方法，那么在设定的delay到达之前，会有一条MessageQueue -> Message -> Handler -> Activity的链，导致你的Activity被持有引用而无法被回收。

解决方法之一，使用弱引用：

static class MyHandler extends Handler {
  WeakReference<Activity > mActivityReference;
  MyHandler(Activity activity) {
    mActivityReference= new WeakReference<Activity>(activity);
  }
  @Override
  public void handleMessage(Message msg) {
    final Activity activity = mActivityReference.get();
    if (activity != null) {
      mImageView.setImageBitmap(mBitmap);
    }
  }
}

以上就是对Android handler 消息机制的资料整理，后续继续补充相关资料，谢谢大家对本站的支持！