Android之Handler訊息傳遞機制詳解

訊息系統安卓開發 · 發表 2019-03-23 18:19:16

摘要：前言 Handler Handle非同步訊息傳遞機制 1.Handler是什麼？ Handler是一套在 Android開發中進行非同步訊息傳遞的機制。 2.Handler在Android中的作用在Android開發中多執行緒的應用中，將工作...

前言

Handler
Handle非同步訊息傳遞機制

1.Handler是什麼？

Handler是一套在 Android開發中進行非同步訊息傳遞的機制。

2.Handler在Android中的作用

在Android開發中多執行緒的應用中，將工作執行緒中需更新UI的操作資訊傳遞到 UI主執行緒，從而實現工作執行緒對UI的更新處理，最終實現非同步訊息的處理。

3. 我們為什麼要使用Handler去處理更新UI操作呢？

在多個執行緒併發更新UI的同時保證執行緒安全。

4.Handler非同步訊息傳遞所涉及的相關概念

UI執行緒，程式啟動時自動建立。
開發者自己開啟的執行緒，執行耗時操作等。
UI執行緒與子執行緒通訊的媒介，新增訊息到訊息佇列（Message Queue）處理迴圈器分發過來的訊息（Looper）。
Handler接受&處理的物件，儲存需要操作的訊息。
資料儲存結構，採用先進先出方式，儲存Handler發過來的訊息。 
訊息佇列與處理者的媒介，從訊息佇列中迴圈取出訊息併發送給Handler處理。

5.使用方式

使用Handler.sendMessage（）、使用Handler.post（）

1.使用 Handler.sendMessage（）方式

/** 
* 方式1：新建Handler子類（內部類）
*/

// 步驟1：自定義Handler子類（繼承Handler類） & 複寫handleMessage（）方法
class mHandler extends Handler {

// 通過複寫handlerMessage() 從而確定更新UI的操作
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
...// 執行UI操作

}
}

// 步驟2：在主執行緒中建立Handler例項
private Handler mhandler = new mHandler();

// 步驟3：建立所需的訊息物件
Message msg = Message.obtain(); // 例項化訊息物件
msg.what = 1; // 訊息標識
msg.obj = "AA"; // 訊息內容存放

// 步驟4：在工作執行緒中 通過Handler傳送訊息到訊息佇列中
mHandler.sendMessage(msg);


/** 
* 方式2：匿名內部類
*/
// 步驟1：在主執行緒中 通過匿名內部類 建立Handler類物件
private Handler mhandler = newHandler(){
// 通過複寫handlerMessage()
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
...// 需執行UI操作
}
};

// 步驟2：建立訊息物件
Message msg = Message.obtain(); // 例項化訊息物件
msg.what = 1; // 訊息標識
msg.obj = "AA"; // 訊息內容存放
// 步驟3：在工作執行緒中 通過Handler傳送訊息到訊息佇列中
mHandler.sendMessage(msg);

2.使用Handler.post（）

new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 通過psot（）傳送，傳入1個Runnable物件
mHandler.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 指定操作UI內容

}

});
}
}.start();

6.Handler底層原理及原始碼分析

在原始碼分析前，先來了解Handler機制中的幾個核心類

處理器（Handler）
訊息佇列（MessageQueue）
迴圈器（Looper）

關於這幾個類的具體作用前面已經介紹過了就不再過多闡述了。

下面開始原始碼分析，注意力集中了

上文中我們提到過Handler傳送訊息有兩種方式，分別是

Handler.sendMessage（）
使用Handler.post（）

下面先從第一種開始分析：

方式1：使用 Handler.sendMessage（）

//通過匿名內部類 建立Handler類物件
private Handler mhandler = newHandler(){
// 通過複寫handlerMessage()從而確定更新UI的操作
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
...// 需執行的UI操作
}
};

---------->>開始原始碼分析

public Handler() {

this(null, false);
// ->>此處this指代的就是當前的Handler例項，呼叫有參構造

}

public Handler(Callback callback, boolean async) {

...// 無關程式碼我就不貼了

// 1. 指定Looper物件
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：獲取當前執行緒的Looper物件；若執行緒無Looper物件則丟擲異常

// 可通過執行Loop.getMainLooper()方法獲得主執行緒的Looper物件

// 2. 繫結訊息佇列物件（MessageQueue）
mQueue = mLooper.mQueue;
// 獲取該Looper物件中儲存的訊息佇列物件（MessageQueue）
// 至此，完成了handler 與 Looper物件中MessageQueue的關聯
}

從上面的原始碼來看，當我們建立Handler物件後，通過Handler的構造方法系統就已經幫我們自動綁定了looper和對應的MessageQueue訊息佇列。我們只需拿著這個Handler物件執行我們所需的操作就可以了
但是，你肯定有疑問了，當前執行緒的Looper物件 & 對應的訊息佇列物件（MessageQueue）是哪來的呢？我既沒有獲取也沒有建立啊？

public static void main(String[] args) {
... // 無關的程式碼

Looper.prepareMainLooper(); 
// 1. 為主執行緒建立1個Looper物件，同時生成1個訊息佇列物件（MessageQueue）

ActivityThread thread = new ActivityThread(); 
// 2. 建立主執行緒

Looper.loop(); 
// 3. 自動開啟 訊息迴圈 

}

我們可以看到，其實在Android應用程序啟動時，會預設建立1個主執行緒（ActivityThread，也叫UI執行緒），建立ActivityThread的時候，會自動呼叫ActivityThread的1個靜態的main（）方法 = 應用程式的入口，而main（）方法內則會自動呼叫Looper.prepareMainLooper()為主執行緒生成1個Looper物件和MessageQueue佇列。
而Handler物件建立時若不指定looper則預設繫結主執行緒的looper，從而可以執行主執行緒的UI更新操作。
若是在子執行緒中建立Handler例項，則需要指定looper了，所以就用上了Loop.getMainLooper()方法來獲得主執行緒的Looper物件。

方式1：使用Handler.post（）

public void dispatchMessage(Message msg) {

// 1. 若msg.callback屬性不為空，則代表使用了post（Runnable r）傳送訊息
// 則執行handleCallback(msg)，即回撥Runnable物件裡複寫的run（）
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}

// 2. 若msg.callback屬性為空，則代表使用了sendMessage（Message msg）傳送訊息，即回撥複寫的handleMessage(msg)
handleMessage(msg);

}
}


public void handleMessage(Message msg) {
... // 建立Handler例項時複寫
}

從以上原始碼來看，使用Handler.post（）時，系統會自動回撥Runnable物件裡複寫的run（）方法，將其打包成msg物件，實際上和sendMessage（Message msg）傳送方式相同。

至此，關於Handler的非同步訊息傳遞機制的解析就完成了。

7.關於Handler 記憶體洩露的原因

在Android開發中，記憶體洩露是十分常見的
其中一種情況就是在Handler中發生的記憶體洩露
為什麼會發生記憶體洩漏？

1.Handler的一般用法：新建Handler子類（內部類）、匿名Handler內部類，而在我們編寫程式碼的時候，其實編譯器就會提示我們這種操作可能會發生記憶體洩漏，在android studio中就是這塊程式碼會變黃。

2.提示的原因是

該Handler類由於未設定為靜態類，從而導致了記憶體洩露
最終的記憶體洩露發生在Handler類的外部類：XXXActivity類中

3.記憶體洩漏的原因

首先我們先要了解一些其他的知識點。

主執行緒的Looper物件的生命週期 = 應該應用程式的生命週期
在Java中，非靜態內部類 & 匿名內部類都預設持有外部類的引用，

而在Handler處理訊息的時候，Handler必須處理完所有訊息才會與外部類解除引用關係，如果此時外部Activity需要提前被銷燬了，而Handler因還未完成訊息處理而繼續持有外部Activity的引用。由於上述引用關係，垃圾回收器（GC）便無法回收MainActivity，從而造成記憶體洩漏。

8.如何解決Handler記憶體洩漏

1.靜態內部類+弱引用

將Handler的子類設定成靜態內部類，同時，還可加上使用WeakReference弱引用持有Activity例項。

原因：弱引用的物件擁有短暫的生命週期。在垃圾回收器執行緒掃描時，一旦發現了只具有弱引用的物件，不管當前記憶體空間足夠與否，都會回收它的記憶體。

// 設定為：靜態內部類
private static class FHandler extends Handler{

// 定義 弱引用例項
private WeakReference<Activity> reference;

// 在構造方法中傳入需持有的Activity例項
public FHandler(Activity activity) {
// 使用WeakReference弱引用持有Activity例項
reference = new WeakReference<Activity>(activity); }

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

}

2.當外部l類結束生命週期時，清空Handler內訊息佇列

@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);
// 外部類Activity生命週期結束時，同時清空訊息佇列 & 結束Handler生命週期
}

推薦使用上述解決方法一，以保證保證Handler中訊息佇列中的所有訊息都能被執行

總結

本文主要講述了Handler的基本原理和使用方法，以及造成記憶體洩漏的原因和解決方案。

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