Handler 异步消息处理机制

灰太狼 2022-12-20 12:47 296阅读 0赞

1.在安卓开发中，我们常常通过一个线程来完成某些操作，然后同步显示对应的视图控件UI上，由于安卓中无法直接通过子线程来进行UI更新操作，因此Android提供了一套异步消息处理机制Handler。

在子线程中更新UI控件会报错：

![781ebc77e5829d206fb613350ef5682c.png][]

# 2. Handler实现方法 #

/**
     * Handler:
     * 1 处理的消息对象就是Message,理解为要传递的消息数据的封装对象
     * Message what : 标记,用来区分多个消息
     * Message arg1,arg2 : 用来传递int类型的数据
     * Message obj : 可以传递任何类型的对象(Object)
     */
    public class Main2Activity extends AppCompatActivity {
        public static final int UPDATE = 0x1;
        TextView tv;
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main2);
            tv = (TextView) findViewById(R.id.tv);
            begin();//开启倒计时并跳转页面的方法
        }
        //消息处理者,创建一个Handler的子类对象,目的是重写Handler的处理消息的方法(handleMessage())
        private Handler handler = new Handler(){
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                switch (msg.what){
                    case UPDATE:
                        tv.setText(String.valueOf(msg.arg1));
                        break;
                }
            }
        };
    
        public void begin(){
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    for (int i=5;i>0;i--){
                        Message msg = new Message();
                        msg.what = UPDATE;
                        msg.arg1 = i;
                        handler.sendMessage(msg);
                        try {
                            Thread.sleep(1000);//休眠1秒
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        //打印log
                        Log.i("tag",Main2Activity.this+"-"+ i);
                    }
                    //计时结束后跳转到其他界面
                    startActivity(new Intent(Main2Activity.this,Main3Activity.class));
                    //添加finish方法在任务栈中销毁倒计时界面，使新开界面在回退时直接退出而不是再次返回该界面
                    finish();
                }
            }).start();
        }
    
        @Override
        protected void onDestroy() {
            super.onDestroy();
            //log打印用于测试activity销毁
            Log.i("tag","destory");
        }
    }

# 3. Handler实现原理 #

使用Handler方式进行异步消息处理主要由Message，Handler，MessageQueue，Looper四部分组成：

（1）Message，线程之间传递的消息，用于不同线程之间的数据交互。Message中的what字段用来标记区分多个消息，arg1、arg2 字段用来传递int类型的数据，obj可以传递任意类型的字段。

（2）Handler，用于发送和处理消息。其中的sendMessage()用来发送消息，handleMessage()用于消息处理，进行相应的UI操作。

（3）MessageQueue，消息队列（先进先出），用于存放Handler发送的消息，一个线程只有一个消息队列。

（4）Looper，可以理解为消息队列的管理者，当发现MessageQueue中存在消息，Looper就会将消息传递到handleMessage()方法中，同样，一个线程只有一个Looper。

结合上文的的代码示例可知，要使用Handler实现异步消息处理，首先我们需要在主线程中创建Handler对象并重写handleMessage()方法，然后当子线程中需要进行UI操作时，就创建一个Message对象，并通过Handlerr将这条消息发送出去。之后这条消息会被添加到MessageQueue的队列中等待被处理，而Looper则会一直尝试从MessageQueue中取出待处理消息，最后分发回Handler的handleMessage()方法中。由于Halldler是在主线程中创建的，所以此时handleMessage()方法中的代码也会在主线程中运行，从而实现子线程通过Handler机制实现UI线程操作的目的。

`Looper`、`Handler`、`MessageQueue`,`Message`**作用和存在的意义？**

*  \*\*Looper \*\*  
    我们知道一个线程是一段可执行的代码，当可执行代码执行完成后，线程生命周期便会终止，线程就会退出，那么做为App的主线程，如果代码段执行完了会怎样？，那么就会出现App启动后执行一段代码后就自动退出了，这是很不合理的。所以为了防止代码段被执行完，只能在代码中插入一个死循环，那么代码就不会被执行完，然后自动退出，怎么在在代码中插入一个死循环呢？那么`Looper`出现了，在主线程中调用`Looper.prepare()...Looper.loop()`就会变当前线程变成Looper线程（可以先简单理解：无限循环不退出的线程），`Looper.loop()`方法里面有一段死循环的代码，所以主线程会进入`while(true){...}`的代码段跳不出来，但是主线程也不能什么都不做吧？其实所有做的事情都在`while(true){...}`里面做了，主线程会在死循环中不断等其他线程给它发消息（消息包括：Activity启动，生命周期，更新UI，控件事件等），一有消息就根据消息做相应的处理，Looper的另外一部分工作就是在循环代码中会不断从消息队列挨个拿出消息给主线程处理。
 *  \*\*MessageQueue \*\*  
    MessageQueue 存在的原因很简单，就是同一线程在同一时间只能处理一个消息，同一线程代码执行是不具有并发性，所以需要队列来保存消息和安排每个消息的处理顺序。多个其他线程往UI线程发送消息，UI线程必须把这些消息保持到一个列表（它同一时间不能处理那么多任务),然后挨个拿出来处理，这种设计很简单，我们平时写代码其实也经常这么做。每一个Looper线程都会维护这样一个队列，而且仅此一个，这个队列的消息只能由该线程处理。
 *  **Handler \*\*  
    简单说Handler用于同一个进程的线程间通信。`Looper`让主线程无限循环地从自己的`MessageQueue`拿出消息处理，既然这样我们就知道**处理消息肯定是在主线程中处理的**，那么怎样在其他的线程往主线程的队列里放入消息呢？其实很简单，我们知道在同一进程中线程和线程之间资源是共享的，也就是对于任何变量在任何线程都是可以访问和修改的，只要考虑并发性做好同步就行了，那么只要拿到MessageQueue 的实例，就可以往主线程的MessageQueue放入消息，主线程在轮询的时候就会**在主线程\*\*处理这个消息。那么怎么拿到主线程 MessageQueue的实例，是可以拿到的(在主线程下`mLooper = Looper.myLooper();mQueue = mLooper.mQueue;`),但是Google 为了统一添加消息和消息的回调处理，又专门构建了Handler类，你只要在主线程构建Handler类，那么这个Handler实例就获取主线程MessageQueue实例的引用（获取方式`mLooper = Looper.myLooper();mQueue = mLooper.mQueue;`），Handler 在sendMessage的时候就通过这个引用往消息队列里插入新消息。Handler 的另外一个作用，就是能统一处理消息的回调。这样一个Handler发出消息又确保消息处理也是自己来做，这样的设计非常的赞。具体做法就是在队列里面的Message持有Handler的引用（哪个handler 把它放到队列里，message就持有了这个handler的引用），然后等到主线程轮询到这个message的时候，就来回调我们经常重写的Handler的`handleMessage(Message msg)`方法。
 *  \*\*Message \*\*  
    Message 很简单了，你想让主线程做什么事，总要告诉它吧，总要传递点数据给它吧，Message就是这个载体。

# 4. Handler内存泄漏分析 #

## 4.1 Handler内存泄漏问题的引出： ##

上面的Handler实现代码中，其实在[Android][] Studio中会提示以下问题：

![3e97dbd301096fa194b81d789b97dd29.png][]

大致意思就是应该让Handler类为静态的，不然就会产生内存泄漏。 原因也说的很清楚，Handler被声明为一个非静态内部类或者匿名类可能会阻止外部类的垃圾回收（大家可以了解下Android的gc回收机制）。过多的内存泄漏使程序占用的内存超出系统限制，导致OOM（内存溢出），程序出错。

## 4.2 防止Handler引起内存泄漏： ##

方法一：通过程序逻辑进行保护：

（1）在关闭Activity时停掉对应的后台线程。线程停止就相当于切断了Handle和外部链接的线，Activity自然会在合适的时候被回收。

（2）如果Handler是被delay的Message持有了引用，那就使用Handler的removeCallbacks()方法将消息对象从消息队列移除即可。

方法二：将Handler声明为静态类，静态类不持有外部类的对象，所以Activity可以被随意回收。此处使用了弱引用WeakReference，也就是说当在内存不足时，系统会销毁弱/回收引用引用的对象，从而达到优化内存的目的。优化后代码如下：

package com.mly.panhouye.handlerdemo;
    
    import android.content.Intent;
    import android.os.Bundle;
    import android.os.Handler;
    import android.os.Message;
    import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
    import android.util.Log;
    import android.widget.TextView;
    import java.lang.ref.WeakReference;
    
    public class Main4Activity extends AppCompatActivity {
        public static final int UPDATE = 0x1;
        TextView tv;
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main2);
            tv = (TextView) findViewById(R.id.tv);
            begin();//开启倒计时并跳转页面的方法
        }
        //Handler静态内部类
        private static class MyHandler extends Handler {
            //弱引用
            WeakReference<Main4Activity> weakReference;
            public MyHandler(Main4Activity activity) {
                weakReference = new WeakReference<Main4Activity>(activity);
            }
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                Main4Activity activity = weakReference.get();
                if (activity != null) {
                    activity.tv.setText(String.valueOf(msg.arg1));
                }
            }
        }
        private MyHandler handler = new MyHandler(this);
        public void begin() {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                        for (int i = 5; i > 0; i--) {
                            Message msg = new Message();
                            msg.what = UPDATE;
                            msg.arg1 = i;
                            handler.sendMessage(msg);
                            try {
                                Thread.sleep(1000);//休眠1秒
                            } catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                            Log.i("tag", Main4Activity.this + "-" + i);
                        }
                        //计时结束后跳转到其他界面
                        startActivity(new Intent(Main4Activity.this, Main3Activity.class));
                        //添加finish方法在任务栈中销毁倒计时界面，使新开界面在回退时直接退出而不是再次返回该界面
                        finish();
                    }
            }).start();
        }
        @Override
        protected void onDestroy() {
            super.onDestroy();
            handler.removeCallbacksAndMessages(null);
            Log.i("tag", "destory");
        }
    }

[781ebc77e5829d206fb613350ef5682c.png]: /images/20221120/d24e6244e3ce4eabb12090d350fb2342.png
[Android]: http://lib.csdn.net/base/android
[3e97dbd301096fa194b81d789b97dd29.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/3e97dbd301096fa194b81d789b97dd29.png