Android消息机制原理深入分析_开发_开发者

1.消息机制原理的解释

在主线程里创建一个Handler，然后在分线程中引用这个Handler来发送Message对象给MessageQueue，循环器Looper从MessageQueue里面取出一个需要处理的Message，交给Handler处理，一般是进行UI处理。处理完之后，Meswww.devze.comsage就没有太大的用处，Looper清理Message，让Message回到默认状态。

Android消息机制原理深入分析

2.Android的消息机制概述

Handler的背景（三个常见问题）

（1）Android为什么要提供Handler？

这是因为Android规定访问UI只能在主线程中进行，如果在子线程中访问UI，那么程序就会抛出异常，但是Android又建议不要在主线程中进行耗时操作，否则会导致线程无法响应即ANR，比如我们需要从服务器拉取一些信息并将其显示在UI上，这个时候必须在子线程中进行拉取工作，拉取完毕后，不能在子线程上直接访问UI，这时候通过Handler就可以将访问UI的操作切换到主线程去执行。

（2）系统为什么不允许在子线程中访问UI呢？

这个因为Android的UI控件并不是线程安全的，如果在多线程中并发访问可能会导致UI控件处于不可预期的状态。

（3）为什么系统编程不对UI控件的访问加上锁机制呢？

缺点有两个：

加上锁机制会让UI访问的逻辑变得复杂
锁机制会降低UI访问的效率，因为锁机制会阻塞某些线程的执行

鉴于这两个缺点，最简单且高效的方法就是采用单线程模型来处理UI操作。

Handler的工作原理的解释

子线程默认没有Looper的，如果需要使用Handler，那么在Handler创建时就需要为线程创建Looper，利用Looper来构建内部的消息循环系统，如果当前线程没有Looper，那么就会报错。Handler创建完毕之后，Handler通过post方法把一个Runnable传到Looper中去处理，或者通过send方法发送消息，Looper会调用MessageQueue的enqueueMessage方法将消息发入消息队列中，然后Looper不断循环发现需要处理的消息之后，就会调用消息中的Runnable或者或者Handler的handleMessage方法，这样一来，Handler中的业务逻辑就被切除到创建Handler所在的线程中去执行。

Android消息机制原理深入分析

3.消息机制的分析

1.了解Message

可理解为线程间通讯的数据单元，可通过message携带需要的数据

创建Message的方法

val message:Message= Message()
val message1:Message=Message.obtain()//它利用了Message中消息池（sPool）

封装数据：

int what：标识

int arg1：保存int数据

int arg2：保存int数据

Object obj：保存任意时刻的数据

Long when ：记录应该被处理的时间值，若为即时消息，时间值=发送时间，若为延时消息，时间值=发送时间+延迟时间

Handler target：用来处理消息的Handler对象，就是发送消息的Handler

Runnable callback：用来处理消息的回调器

Message next：指向下一个Message用来形成一个链表

Message sPool：用来缓存处理过的Message，以便复用

2.了解Handler

Handler是Message的处理器，同时也负责消息的发送和移除的工作

（1）Handler的构造方法

Android API 30以上，使用Handler（）方法时会显示删除线，并提示相关的方法已经被弃用，不建议使用。如图所示：

Android消息机制原理深入分析

但是安卓不是弃用Handler这个类，而只是弃用Handler的两个构造方法：

Handler()
Handler(callback：Handler.Callback)

安卓建议采用如下方法来解决

1.使用Executor

2.明确指定Looper

3.使用Looper.getMainLooper()定位并使用主线程的Looper

4.如果又想在其他线程，又想要不出bug，请使用Handler（looper：Looper）或者Handler（Looper.myLooper()）这两个构造方法。

（2） Handler导致的内存泄漏问题

在Android中最常用的一种内存泄漏是Handler导致的泄漏，原因：

（1）在Activity被摧毁时，延迟消息还没发出，Handler可能有未执行完或者正在执行的Message，MessagesQue开发者_Go学习ue就会持有这个消息的引用，导致Handler持有Activity的引用，进而导致GC无法回收Activity。

（2）Handler中有还没执行完的Message，还在运行，而运行中的子线程不会被回收，所以就导致了内存泄漏。

解决方法：

1.在Activity的onDestroy()方法中，清空Handler中的未执行或者正在执行的Message和Callbacks

override fun onDestroy() {
        super.onDestroy()
        handler.removeCallbacksAndMessages(null)
    }

2.static+弱引用

class  MyHandler(activity: HandlerActivity):Handler(Looper.getMainLooper()){
        private val myWeakReference:WeakReference<HandlerActivity> = WeakReference(activity)
        override fun handleMessage(msg: Message) {//处理消息的回调方法
            myWeakReference.get()?.run {
            ...
        }
      }
 }

（3）Handler的常用方法：

发送即时消息：sendMessage（msg Message）
发送延时消息：sendMessageDelayed（msg Message，delayMillis Long）
处理方法：handleMessage(msg Message)(回调方法)
移除还未处理的消息：removeMessages(what int)

部分源码：

由下面的源码可以看出，这些方法的本质是调用了queue.enqueueMessage(msg,uptimeMillis)方法。

sendMessage（Message msg）
    ->sendMessageDelayed(msg,0)
sendEmptyMessage(int what)
    ->sendEmptyMessageDelayed(what,0)
sendEmptyMessageDelayed(what,0)//发送不带数据的消息
     ->sendMessageDelayed(msg,delayMillis)
sendMessageDelayed(Message msg,long delayMillis)
     ->sendMessageAtTime(msg,SystemClock.uptimeMillis()+delayMillis)
sendMessageAtTime(Message msg,long uptimeMillis)
     -&gwww.devze.comt;enaueueMessage(queue,msg,uptimeMillis)//将消息添加到消息队列中
enaueueMessage(MessageQueue queue,Message msg,long uptimeMillis)
     ->queue.enqueueMessage(msg,uptimeMillis)//调用消息队列保存消息对象
removeMessage(int what)//移除消息
     ->mQueue.removeMessage(this,what,null)//调用消息队列移除它内部的指定what消息
handleMessage(Message msg)//处理消息的回调方法

3.消息队列的工作原理

MessageQueue消息队列，负责入队和出队，储存Handler发送的消息，它是一个按Message的when的排序的优先队列。

虽然MessageQueue叫消息队列，但是它内部是用链表来实现的。

MessageQueue主要包含两个操作：插入和读取，读取操作本身会伴随删除操作，插入和读取对应的方法分别为enqueueMessage和next：

boolean enqueueMessage(Message msg, long when)：往消息队列中插入一条消息
Message next() ：消息队列中取出一条消息并将其从消息队列中移除

enqueueMessage和 next方法的部分源码：

enqueueMessage的主要操作就是单链表的插入操作

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {//将Messages插入消息队列
    ...
   msg.when = when;//指定消息应该被处理的时间
   ...
   for (;;) {//将当前消息对象保存到消息队列中的一个合适的位置
            prev = p;
            p = p.next;
            if (p == null || when < p.when) {
                break;
            }
            if (needwake && p.isAsynchronous()) {
                 needWake = false;
             }
    }//最终的结果是:消息队列是按when来排序的
    ...
    nativeWake(mPtr);//通过本地方法实现对处理等待状态的底层线程
    ...
}

next方法是一个无限循环的方法。如果消息队列中没有消息，那么next方法可以阻塞在这里，

当有新的消息到来时，next方法会返回这条消息并将其中单链表中移除。

Message next() {//取出一个合适的Message对象，可能不会立刻返回
    ...
    nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);//本地方法，会导致可能处理等待状态，但不会阻塞主线程
    ...
    Message msg = mMessages;//取出消息队列中的第python一个消息
    ...
    return msg;//返回
    ...
}

4.Looper的工作原理

Looper在Android的消息机制中扮演着消息循环的角色。

Looper为一个线程开启一个消息循环，创建MessageQueue，负责循环取出Message Queue里面的当前需要处理的Message，也就是说，它会一直不停地从MessageQueue中查看是否会有新消息，如果有新消息就会交给对应的Handler进行处理，处理完后，将Message缓存到消息池中以备复用，否则就一直阻塞在那里，Looper退出后，Handler发送消息会失败，线程会立刻终止。

常用方法：

Looper.prepare()：为当前线程创建一个Looper。

Looper.loop():开启消息循环.

Looper.getMainLooper()：获取主线程的Looper。

Looper.quit（）直接推迟Looper

Looper.quitSafely（）设定一个退出标记，然后把消息队列中的已有消息处理完毕才安全地退出。

如何为一个线程创建Looper？

thread {
            Looper.prepare()
            val  handler:Handler=MyHandler(this)
            Looper.loop()
        }

loop方法的部分源码：

 public static void loop() {
    final Looper me = myLooper();//得到looper对象
    ...
    for (;;) {//无限循环
         ...
         Message msg = me.mQueue.next(); // 从消息队列中取出消息
         ...
         msg.target.dispatchMessage(msg);//调用Handler去分发并处理消息
         ...
         msg.recycleUnchecked();//回收利用Message
         ...
    }
}

4.Handler使用（DEMO）

功能描述：

1.初始时

显示10，可以通过点击按钮改变其值

2.点击自动增加

每隔一秒上面的文本数值增加1，但最大显示20并作出提示

3.点击自动减少

每隔一秒上面的文本数值减少1，但是最小显示1并作出提示

4.点击暂停

上面的数值文本不再变化

效果图：

Android消息机制原理深入分析

代码如下：

class HandlerActivity : AppCompatActivity() {
    lateinit var handler: Handler
    lateinit var number:TextView
    lateinit var increase:Button
    lateinit var decrease:Button
    lateinit var pause:Button
    //static+弱引用
    class  MyHandler(activity: HandlerActivity):Handler(Looper.getMainLooper()){
        private val myWeakReference:WeakReference<HandlerActivity> = WeakReference(activity)
        override fun handleMessage(msg: Message) {//处理消息的回调方法
            myWeakReference.get()?.run {
                var numberint:Int=Integer.parseInt(number.text.toString())
                when(msg.what){
                    1->{
                        if(numberint==20){
                            Toast.makeText(this,"已经达到最大值",Toast.LENGTH_SHORT).show()
                             return
                        }
                        numberint++
                        number.text= numberint.toString()
                        handler.sendEmptyMessageDelayed(1,1000)
                    }
                    2->{
                        if(numberint==1){
                            Toast.makeText(this,"已经达到最小值",Toast.LENGTH_SHORT).show()
                            return
                        }
                        numberint--
                        number.text=numberint.toString()
                        handler.sendEmptyMessageDelayed(2,1000)
                    }
                    else -> {}
                }
            }
 编程客栈       }
    }
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_handler)
        number=findViewById(R.id.number)
        increase=findViewById(R.id.increase)
        decrease=findViewById(R.id.decrease)
        pause=findViewById(R.id.pause)
        handler=MyHandler(this)
        increase.setOnClickListener {
            increase.isEnabled=false
            decrease.isEnabled=true
            pause.isEnabled=true
            handler.removeMessages(2)
            handler.sendEmptyMessage(1)
        }
        decrease.setOnClickListener {
            increase.isEnabled=true
            decrease.isEnabled=false
            pause.isEnabled=true
            handler.removeMessages(1)
            handler.sendEmptyMessage(2)
        }
        pause.setOnClickListener {
            increase.isEnabled=true
            decrease.isEnabled=true
            pause.isEnabled=false
            handler.removeMessages(1)
            handler.removeMessages(2)
        }
    }
    override fun onDestroy() {
        super.onDestroy()
        handler.removeCallbacksAndMessages(null)
    }
}

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