Handler实现原理

Handler基本概念

        Handler是Android中提供的一种异步回调机制，也可以理解为线程间的消息机制。为了避免ANR,我们通常会把一些耗时操作（比如：网络请求、I/O操作、复杂计算等）放到子线程中去执行，而当子线程需要修改UI时则子线程需要通知主线程去完成修改UI的操作，则此时就需要我们使用Handler机制来完成子线程与主线程之间的通信。

Handler的主要用法

        Handler主要有两种写法，一种是sendMessage + HandleMessage， 另外一种是post一个Runnable。

        首先来看sendMessage + HandleMessage的例子：

private Handler handlerSend = new Handler(){
    @Override
    public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
        // 使用send方法更新UI的方式：
        // 重写handleMessage方法，在该方法内更新UI
        super.handleMessage(msg);
        if (msg.what == 1) {
            mTvTxt.setText("使用send方法更新UI");
        }
    }
};

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    initBind();
    mBtnSend.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
        @Override
        public void onClick(View view) {
            Thread thread = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    // 模拟send方法更新UI的操作
                    handlerSend.sendEmptyMessage(1);
                }
            });
            thread.start();
        }
    });
}

        再看Handler Post 一个Runnable的例子：

private Handler handlerPost = new Handler();
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    initBind();
    mBtnPost.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
        @Override
        public void onClick(View view) {
            // 模拟post方法更新UI的操作
            handlerPost.post(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    mTvTxt.setText("使用post方法更新UI");
                }
            });
        }
    });
}

        这种实现方式的好处是，无需在Handler的创建位置重写handleMessage方法，直接在发送Runnable时在Runnable的run方法中实现消息的处理逻辑即可。因此，这种写法更为简洁，并且可以将发消息和消息处理逻辑写在一起，一定程度上提升了代码的可读性。

Handler实现原理

        从设计模式上看， handler采用的是生产者-消费者模式， 子线程和主线程通过共享handler的内存，实现跨线程通信。      

        每个Handler都会关联一个消息队列，消息队列又是封装在Looper对象中，而每个Looper又会关联一个线程。这样Handler、消息队列、线程三者就关联上了。

//在handler构造函数中从looper中获取消息队列，与handler建立关联
public Handler(Callback callback, boolean async) {
    //代码省略
    mLooper = Looper.myLooper();//获取Looper
    if (mLooper == null) {
        throw new RuntimeException(
            "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
    }
    mQueue = mLooper.mQueue;//通过Looper对象获取消息队列
    mCallback = callback;
    mAsynchronous = async;
}

//Looper中的prepare方法， 创建looper对象（含消息队列），并设置到关联线程上
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
    if (sThreadLocal.get() != null) {
        throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
    }
    sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
 }

       我们将消息发送到消息队列，然后Handler通过对应的线程通过消息循环，从消息队列中逐个取出，并执行。

        默认情况下，消息队列只有一个，也就是主线程的消息队列，该消息队列通过Looper.prepareMainLooper() 方法创建，最后执行Looper.loop()来启动消息循环。

Handler相关问题及答案

        1. Handler线程安全如何实现的？

        答：Handler的enqueMessage及next方法都加了sychronized同步锁

        2. handler会持有外部对象，如何避免循环引用？ 

        答：需要注意两个问题：

        （1）将自定义handler声明为静态内部类或将handler中引用的外部对象声明为弱引用。

        （2）退出activity时清空未执行的callback及消息