Android Handler 消息机制

最新推荐文章于 2025-05-12 18:00:00 发布

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Android Handler机制是Android中处理多线程和UI更新的关键，它通过MessageQueue、Looper和Handler协同工作，实现线程间的通信。Handler主要用于推送Message或Runnable到消息队列，确保UI线程的安全更新。Handler的post和sendMessage方法底层逻辑一致，通过MessageQueue管理消息，而HandlerThread简化了在子线程中使用Handler的流程。内存泄漏是Handler使用中常见的问题，需谨慎处理以避免内存泄露。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

【Android Handler 消息机制】

前言

在Android开发中，我们都知道不能在主线程中执行耗时的任务，避免ANR。

Android中主线程也叫UI线程，那么从名字上我们也知道主线程主要是用来创建、更新UI的，而其他耗时操作，比如网络访问，或者文件处理，多媒体处理等都需要在子线程中操作。
之所以在子线程中操作是为了保证UI的流畅程度，手机显示的刷新频率是60Hz，也就是一秒钟刷新60次，每16.67毫秒刷新一次，为了不丢帧，那么主线程处理代码最好不要超过16毫秒。

当子线程处理完数据后，为了防止UI处理逻辑的混乱，Android只允许主线程修改UI，那么这时候就需要Handler来充当子线程和主线程之间的桥梁了。Handler机制在Android多线程编程中可以说是不可或缺的角色。

消息机制概述

Android系统在设计的初期就已经考虑到了UI的更新问题，由于Android中的View是线程不安全的，然而程序中异步处理任务结束后更新UI元素也是必须的。这就造成了一个矛盾，最简单的解决方法肯定是给View加同步锁使其变成线程安全的。这样做不是不可以，只是会有两点坏处：

加锁会有导致效率底下
由于可以在多个地方更新UI，开发就必须很小心操作，开发起来就很麻烦，一不小心就出错了。

基于以上两个缺点，谷歌设置一个线程专门处理UI控件的更新，如果其他线程也需要对UI进行更新，必须把想做的告诉那个专门处理UI线程的家伙，让它帮你做。大家各有各的任务，井水不犯河水，各司其职。

消息机制简单概括：其他线程通过给特定线程发送消息，将某项专职的工作，交给这个特定的线程去做。比如说其他线程都把处理UI显示的工作通过发送消息交给UI线程去做。

实现原理呢，我是这么理解的，现在要做的主要工作就是切换线程去操作，怎么切换呢？把两条线程看作是两条并行的公路，如果要从一条公路转到另一条公路上，要怎么做呢？是不是只要找到两条公路交叉或者共用某个资源的地方，如果说交叉路口，比如说加油站。当然了，线程是不存在交叉的地方的，那么可以考虑他们公用资源的地方，不同的进程享用不同的内存空间，但是同一个进程的不同线程享用的是同一片内存空间，那让其他线程把要处理的消息放到这个特定的内存空间上，处理消息的线程来这个内存空间上来取消息去处理不就可以了吗。事实正是如此，在Android的消息机制中，扮演这个特定内存空间的对象就是MessageQueue对象，发送和处理的消息就是Message对象。其他的Handler和Looper都是为了配合线程切换用的。
其实不仅仅是线程之间，不同进程之间进行消息传递（IPC机制），也是这个思路，找到公用的一个资源点，文件系统啊，共享内存啊等等。

Handler

Handler的主要用途

推送未来某个时间点将要执行的Message或者Runnable到消息队列。
在子线程把需要在另一个线程执行的操作加入到消息队列中去。

废话不多说，通过举例来说明Handler的两个主要用途。

1. 推送未来某个时间点将要执行的Message或者Runnable到消息队列

实例：通过Handler配合Message或者Runnable实现倒计时

首先看一下效果图

方法一，通过Handler + Message的方式实现倒计时。代码如下：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
   
   
    private ActivityMainBinding mBinding;
    private Handler mHandler ;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
   
   
        super.onCreate(savedInstanceState);
        mBinding = DataBindingUtil.setContentView(this, R.layout.activity_main);
        //设置监听事件
        mBinding.clickBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
   
   
            @Override
            public void onClick(View v) {
   
   
                //通过Handler + Message的方式实现倒计时
                for (int i = 1; i <= 10; i++) {
   
   
                    Message message = Message.obtain(mHandler);
                    message.what = 10 - i;
                    mHandler.sendMessageDelayed(message, 1000 * i); //通过延迟发送消息，每隔一秒发送一条消息
                }
            }
        });
        mHandler = new Handler() {
   
   
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
   
   
                super.handleMessage(msg);
                mBinding.time.setText(msg.what + "");   //在handleMessage中处理消息队列中的消息
            }
        };
    }
}

通过这个小程序，大家可以了解到Handler的一个作用就是：在主线程中，可以通过Handler来处理一些有顺序的操作，让它们在固定的时间点被执行。

方法二，通过Handler + Runnable的方式实现倒计时。代码如下：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
   
   
    private ActivityMainBinding mBinding;
    private Handler mHandler = new Handler();
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
   
   
        super.onCreate(savedInstanceState);
        mBinding = DataBindingUtil.setContentView(this, R.layout.activity_main);
        //设置监听事件
        mBinding.clickBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
   
   
            @Override
            public void onClick(View v) {
   
   
                for (int i = 1; i <= 10; i++) {
   
   
                    final int fadedSecond = i;
                    //每延迟一秒，发送一个Runnable对象
                    mHandler.postDelayed(new Runnable() {
   
   
                        @Override
                        public void run() {
   
   
                            mBinding.time.setText((10 - fadedSecond) + "");
                        }
                    }, 1000 * i);
                }
            }
        });
    }
}

方法二也是通过代码让大家加深Handler处理有序事件的用途，之所以分开Runnable和Message两种方法来实现，是因为很多人都搞不清楚为什么Handler可以推送Runnable和Message两种对象。
其实，无论Handler将Runnable还是Message加入MessageQueue，最终都只是将Message加入到MessageQueue。Handler的post Runnable对象这个方法只是对post Message进行了一层封装，所以最终我们都是通过Handler推送了一个Message罢了。

2. 在子线程把需要在另一个线程执行的操作加入到消息队列中去

实例：通过Handler + Message来实现子线程加载图片，在UI线程显示图片

效果图如下

代码如下(布局代码也不放出来了)

public class ThreadActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {
   
   
    private ActivityThreadBinding mBinding = null;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
   
   
        super.onCreate(savedInstanceState);
        mBinding = DataBindingUtil.setContentView(this, R.layout.activity_thread);
        // 设置点击事件
        mBinding.clickBtn.setOnClickListener(this);
        mBinding.resetBtn.setOnClickListener(this);
    }
    @Override
    public void onClick(View v) {
   
   
        switch (v.getId()) {
   
   
            // 响应load按钮
            case R.id.clickBtn:
                // 开启一个线程
                new Thread(new Runnable() {
   
   
                    @Override
                    public void run() {
   
   
                        // 在Runnable中进行网络读取操作，返回bitmap
                        final Bitmap bitmap = loadPicFromInternet();
                        // 在子线程中实例化Handler同样是可以的，只要在构造函数的参数中传入主线程的Looper即可
                        Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper());
                        // 通过Handler的post Runnable到UI线程的MessageQueue中去即可
                        handler.post(new Runnable() {
   
   
                            @Override
                            public void run() {
   
   
                                // 在MessageQueue出队该Runnable时进行的操作
                                mBinding.photo.setImageBitmap(bitmap);
                            }
                        });
                    }
                }).start();
                break;
            case R.id.resetBtn:
                mBinding.photo.setImageBitmap(BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.mipmap.default_pic));
                break;
        }
    }

    /* HttpUrlConnection加载图片 */
    public Bitmap loadPicFromInternet() {
   
   
        Bitmap bitmap = null;
        int respondCode = 0;
        InputStream is = null;
        try {
   
   
            URL url = new URL("https://ss2.bdstatic.com/70cFvnSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=1421494343,3838991329&fm=23&gp=0.jpg");
            HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
            connection.setRequestMethod("GET");
            connection.setConnectTimeout(10 * 1000);
            connection.setReadTimeout(5 * 1000);
            connection.connect();
            respondCode = connection.getResponseCode();
            if (respondCode == 200) {
   
   
                is = connection.getInputStream();
                bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is);
            }
        } catch (MalformedURLException e) {
   
   
            e.printStackTrace();
            Toast.makeText(getApplicationContext(), "访问失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        } catch (IOException e) {
   
   
            e.printStackTrace();
        } finally {
   
   
            if (is != null) {
   
   
                try {
   
   
                    is.close();
                } catch (IOException e) {
   
   
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        return bitmap;
    }
}

Handler推送Message和Runnable的区别

首先我们看看post方法和sendMessage方法的源码：

    public final boolean post(Runnable r){
   
   
       return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
    }

    public final boolean sendMessage(Message msg) {
   
   
        return sendMessageDelayed(msg, 0);
    }

可见，两个方法都是通过调用sendMessageDelayed方法实现的，所以可以知道它们的底层逻辑是一致的。

但是，post方法的底层调用sendMessageDelayed的时候，却是通过getPostMessage®来将Runnable对象来转为Message，我们点进方getPostMessage()法可以看到：

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

其实，最终runnable最终也是转化为一个Message，而这个Message只有一个被赋值的成员变量，就是Runnable的回调函数，也就是说，这个Message在进入MessageQueue之后，它只是一个“动作”，即我们Runnbale的run方法里面的操作。

要知道，我们的Message类可是有很多参数的，所以你可以理解为它是一个非常丰富的JavaBean，可以看看它的成员变量：

public int what;
public int arg1;
public int arg2;
public Object obj;
…

那么讲到这里，大家也应该有所理解为什么Google工程师为什么会封装这两种方法，我总结如为：为了更方便开发者根据不同需要进行调用。
当我们需要传输很多数据时，我们可以使用sendMessage来实现，因为通过给Message的不同成员变量赋值可以封装成数据非常丰富的对象，从而进行传输；
当我们只需要进行一个动作时，直接使用Runnable，在run方法中实现动作内容即可。当然我们也可以通过Message.obtain(Handler h, Runnable callback)来传入callback接口，但这样看起来就没有post(Ruannable callback)那么直观。

API

API是我们学习最好的文档

构造函数

Handler()
Handler(Handler.Callback callback)：传入一个实现的Handler.Callback接口，接口只需要实现handleMessage方法。
Handler(Looper looper)：将Handler关联到任意一个线程的Looper，在实现子线程之间通信可以用到。
Handler(Looper looper, Handler.Callback callback)

主要方法

void dispatchMessage (Message msg)
一般情况下不会使用，因为它的底层实现其实是作为处理系统消息的一个方法，如果真要用，效果和sendMessage(Message m)效果一样。

public void dispatchMessage(Message msg) {
     
     
    if (msg.callback != null) {
     
     
        // 如果有Runnbale，则直接执行它的run方法
        handleCallback(msg);
    } else {
     
     
        //如果有实现自己的callback接口
        if (mCallback != null) {
     
     
            //执行callback的handleMessage方法
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {
     
     
                return;
            }
        }
        //否则执行自身的handleMessage方法
        handleMessage(msg);
    }
}
private static void handleCallback(Message message) {
     
     
    message.callback.run();
}

void dump (Printer pw, String prefix)
主要Debug时使用的一个方法，dump函数只是使用了Printer对象进行了打印，打印出Handler以及Looper和Queue中的一些信息，源码如下：

public final void dump(Printer pw, String prefix) {
     
     
    pw.println(prefix + this + " @ " + SystemClock.uptimeMillis());
    // 如果Looper为空，输出Looper没有初始化
    if (mLooper == null) {
     
     
        pw.println(prefix + "looper uninitialized");
    } else {
     
     
        // 否则调用Looper的dump方法，Looper的dump方法也是
        mLooper.dump(pw, prefix + "  ");
    }
}

通过测试用例大家会了解得更清晰：

      //测试代码
      Printer pw = new LogPrinter(Log.ERROR, "MyTag");
      mHandler.dump(pw, "prefix");

结果：

Looper getLooper ()
拿到Handler相关联的Looper
String getMessageName (Message message)
获取Message的名字，默认名字为message.what的值。
void handleMessage (Message msg)
处理消息。
boolean hasMessages (int what)
判断是否有Message的what值为参数what。
boolean hasMessages (int what, Object object)
判断是否有Message的what值为参数what，obj值为参数object。
Message obtainMessage (int what, Object obj)
从消息池中拿到一个消息并赋值what和obj，其他重载函数同理。
boolean post (Runnable r)
将Runnable对象加入MessageQueue。
boolean postAtFrontOfQueue (Runnable r)
将Runnbale加入到消息队列的队首。但是官方不推荐这么做，因为很容易打乱队列顺序。
boolean postAtTime (Runnable r, Object token, long uptimeMillis)
在某个时间点执行Runnable r。
boolean postDelayed (Runnable r, long delayMillis)
当前时间延迟delayMillis个毫秒后执行Runnable r。
void removeCallbacks (Runnable r, Object token)
移除MessageQueue中的所有Runnable对象。
void removeCallbacksAndMessages (Object token)
移除MessageQueue中的所有Runnable和Message对象。
void removeMessages (int what)
移除所有what值的Message对象。
boolean sendEmptyMessage (int what)
直接拿到一个空的消息，并赋值what，然后发送到MessageQueue。
boolean sendMessageDelayed (Message msg, long delayMillis)
在延迟delayMillis毫秒之后发送一个Message到MessageQueue。

Handler内存泄漏问题

在上面的例子中，为了展示方便，我都没有考虑内存泄漏的情况，但是在实际开发中，如果不考虑代码的安全性的话，尤其当一个项目到达了一定的规模之后，那么对于代码的维护和系统的调试都是非常困难的。而Handler的内存泄漏在Android中也是一个非常经典的案例。

典型错误的使用示例

public class LeakActivity extends AppCompatActivity {
   
   
    private int a = 10;
    //new Handler匿名内部类，会引用外部
    private Handler mHandler = new Handler() {
   
   
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
   
   
            switch (msg.what) {
   
   
            case 0:
                a = 20;
                break;
            }
        }
    };
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
   
   
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_leak);
        mHandler.sendEmptyMessageDelayed(0, 5000);
        //new Runnable也是匿名内部类，也会引用外部
        mHandler.postDelayed(new Runnable() {
   
   
            @Override
            public void run() {
   
   
                ...
            }
        }, 1000000);
    }
}

分析问题：

外部类Activity中定义了一个非静态内部类Handler，非静态内部类默认持有对外部类的引用。
如果外部Activity突然关闭了，但是MessageQueue中的消息还没处理完，那么Handler就会一直持有对外部Activty的引用，垃圾回收器无法回收Activity，从而导致内存泄漏。
Handler的生命周期有可能与Activity的生命周期不一致，比如栗子中的sendEmptyMessageDelayed，在5000毫秒之后才发送消息，但是很有可能这时候Activity被返回了，这样会造成Handler比Activity还要长寿，这样会导致Activity发生暂时性的内存泄漏。
如上代码，在postDelayed中，我们在参数中传入一个非静态内部类Runnable，这同样会造成内存泄漏。
假如此时关闭了Activity，那么垃圾回收器在接下来的1000000ms内都无法回收Activity，造成内存泄漏。

问题一：

为了解决这个问题，我们可以把Handler改为static的，改成静态内部类后，对外部类的引用设为弱引用，因为在垃圾回收时，会自动将弱引用的对象回收。
但是这样会造成Handler无法访问Activity的非静态变量a。

private static Handler mHandler = new Handler() {
   
   
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
   
   
        switch (msg.what) {
   
   
        case 0:
            //a = 20;   //不能访问得到
            break;
        }
    }
};

问题二：

通过把Activity作为Handler成员变量，在Handler构造的时候传进来即可。这时候我们不能使用匿名内部类了，需要把Handler单独抽取成一个类，这样就可以访问Activity的非静态变量了。但是我们的问题又回来了，这时候Handler持有了Activity的强引用了，这样不就是回到我们的原点了吗？（内存泄漏问题依然没有解决）

private static class MyHandler extends Handler {
   
   
    private LeakActivity mActivity;//外部类的强引用
    public MyHandler(LeakActivity activity) {
   
   
        mActivity = activity;
    }
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
   
   
        super.handleMessage(msg);
        mActivity.a = 20;
    }
}

解决方案：

把Activity通过弱引用来作为成员变量。虽然我们把Activity作为弱引用，但是Activity不一定就是会在GC的时候被回收，因为可能还有其他对象引用了Activity。在处理消息的时候就要注意了，当Activity回收或者正在finish的时候，就不能继续处理消息了。

public class LeakActivity extends AppCompatActivity {
   
   
    private int a = 10;
    private final MyHandler mHandler = new MyHandler(this);
    private static final Runnable mRunnable = new Runnable() {
   
   
        @Override
        public void run() {
   
   
            // 操作
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
   
   
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_fourth);
        mHandler.postDelayed(mRunnable, 1000*10);
        finish();   
    }

    private static class MyHandler extends Handler {
   
   
        WeakReference<HandlerActivity> mWeakActivity;
        public MyHandler(HandlerActivity activity) {
   
   
            this.mWeakActivity = new WeakReference<HandlerActivity>(activity);
        }

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
   
   
            super.handleMessage(msg);
	        //当使用弱引用的时候，会回收Activity吗？
	        //虽然用的是弱引用，但是并不代表不存在其他的对象没有引用Activity，因此不一定会被回收
	        LeakActivity activity = mActivityRef.get();//获取Activity
	        if (activity == null || activity.isFinishing()) {
   
   //当Activity回收或者正在finish的时候，不能继续处理消息
	            return;
	        }
	        mActivityRef.get().a = 20;
        }
    }
}

HandlerThread

思考一下，假如我们需要同时下载A和B，下载A需要6s，下载B需要5s，在它们下载完成后Toast信息出来即可，此时HandlerThread便是一种解决方式之一。那么HandlerThread到底是什么？

HandlerThread就是一种线程。
HandlerThread和普通的Thread之间的区别就是HandlerThread在创建的时候会提供自己该线程的Looper对象。

我们在Actvity创建时系统会自动帮我们初始化好主线程的Looper，然后这个Looper就会管理主线程的消息队列。但是在我们创建子线程时，系统并不会帮我们创建子线程的Looper，需要我们自己手动创建，如下：

    new Thread(){
   
   
        @Override
        public void run() {
   
   
            super.run();
            Looper.prepare();
            Handler mHandler = new Handler(Looper.myLooper());
            Looper.loop();
        }
    }.start();

所以HandlerThread就在内部帮我们封装了Looper的创建过程，从源码可以看到，HandlerThread集成于Thread，然后覆写run方法，进行Looper的创建，从而通过getLooper方法暴露出该线程的Looper对象

/* HandlerThread 源码 */
public class HandlerThread extends Thread {
   
   
    int mPriority;
    int mTid = -1;
    Looper mLooper;
    ...
    public HandlerThread(String name) {
   
   
        super(name);
        mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;//默认优先级
    }
    public HandlerThread(String name, int priority) {
   
   
        super(name);
        mPriority = priority;
    }
    @Override
    public void run() {
   
   
        mTid = Process.myTid(); //获取线程的tid
        Looper