本文深入解析Android中的Handler机制，涵盖Looper、MessageQueue的工作原理及内存泄漏问题。
在Android开发中Handler的使用肯定是少不了的，Handler使线程之间的通信变得那么简单，而且这个东西面试的时候也是少不了的一个问题，对它进行总结是有必要的。
Handler是什么，它是Android给我们提供的一套用来更新UI的机制，我们可以用它来发送消息，也可以用它来处理消息。
其实带来一个问题就是Android为什么设计只能通过Handler机制更新UI，最根本的原因是解决多线程并发问题，因为Android中的View是线程不安全的，一个Activity中有多个线程要更新UI，没有锁的话，就会导致页面错乱；加锁的话，又导致响应问题；所以Android就给我们提供了一套更新UI的机制，开发者不用去关心多线程问题，所有更新UI的操作都放在主线程的消息队列中去轮询处理。
说到Handler肯定要讲这三要素，Looper，MessageQueue，Message
Looper：中文意思是作线环的装置，在这里很明显就是循环的装置咯，其实就是一个永动机，不停的从MessageQueue消息队列中取出Message消息，然后传递给Handler，Handler再回调HandleMessage方法去处理，每个线程中只有一个Looper对象。
MessageQueue：从字面意思就可以理解这是一个消息队列。一个线程可以有多个Handler对象，然后多个Handler将消息发送出去，这些消息都保存在一个MessageQueue中，为什么只有一个MessageQueue呢，因为一个线程里只有一个Looper。
Message：消息主体，一个Message对象可以包含很多你想发送的东西。
结合上面的可以得出一个线程只有一个Looper对象，一个Looper对象只有一个MessageQuere对象，一个MessageQueue可以存放很多Message对象。工作流程就是Handler将Message发送到MessageQueu中，然后Looper不断轮询，将消息从队列中取出，又交给Handler处理。
讲到这些理论性质的东西，那这些东西是怎么产生的呢，我们知道Android是基于JAVA开发的，Java程序入口是main函数，所以Android程序的入口应该也是Main函数，虽然我们平时看到的都是Activity或者Service的生命周期函数，其实这些都是Android封装的，从内存使用来讲，没有这些概念的，扯远了，当我们启动一个Activity的时候，Android都会创建一个唯一的主线程，也就是main线程，这是在android.app.ActivityThread类里，看看main方法，这里推荐下查看Android源码一个好用的工具Source Insight，不过先得把源码下载下来
public static void main(String[] args) {
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "ActivityThreadMain");
// CloseGuard defaults to true and can be quite spammy. We
// disable it here, but selectively enable it later (via
// StrictMode) on debug builds, but using DropBox, not logs.
CloseGuard.setEnabled(false);
Environment.initForCurrentUser();
// Set the reporter for event logging in libcore
EventLogger.setReporter(new EventLoggingReporter());
// Make sure TrustedCertificateStore looks in the right place for CA certificates
final File configDir = Environment.getUserConfigDirectory(UserHandle.myUserId());
TrustedCertificateStore.setDefaultUserDirectory(configDir);
Process.setArgV0("<pre-initialized>");
Looper.prepareMainLooper();
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}
if (false) {
Looper.myLooper().setMessageLogging(new
LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
}
// End of event ActivityThreadMain.
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}
这个方法里代码不多，首先调用Looper.prepareMainLooper方法，进入android.os.Looper类的这个方法看看，
/**
* Initialize the current thread as a looper, marking it as an
* application's main looper. The main looper for your application
* is created by the Android environment, so you should never need
* to call this function yourself. See also: {@link #prepare()}
*/
public static void prepareMainLooper() {
prepare(false);
synchronized (Looper.class) {
if (sMainLooper != null) {
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
}
sMainLooper = myLooper();
}
}
这个方法先调用了prepare方法，继续看，
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));
}
这里又碰到了一个ThreadLocal，这又是什么鬼，看看这个变量的定义
static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
可以看到ThreadLocal是线程内部的一个数据存储类，通过它可以在指定线程中存储数据，只有在指定线程中可以获取到数据，对于其它线程来说无法获取到，在这里保存Looper对象。
那这个方法就很明显了，先通过get方法获取主线程的Looper对象，默认是空的，然后new一个Looper对象，set到ThreadLocal里保存，我们继续往下看在new Looper的时候做了什么
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
可以看到，在Looper的构造方法里实例化了一个消息队列MessageQueue，这也就是前面说的一个Looper对象拥有一个Messagequeue对象。
prepare方法走完后就通过myLooper（）方法返回一个Looper对象赋值给sMainLooper
public static @Nullable Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}
private static Looper sMainLooper;//sMainLooper在Looper类的定义，说明这个对象是常驻内存的
至此ActivityThread类的main方法的Looper.prepareMainLooper方法已经走完了，这一步就给主线程创建了一个且只会有一个Looper对象，并且拥有了一个且只会有一个消息队列MessageQueue。在方法结尾调用了Looper.loop()方法
/**
* Run the message queue in this thread. Be sure to call
* {@link #quit()} to end the loop.
*/
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;
// Make sure the identity of this thread is that of the local process,
// and keep track of what that identity token actually is.
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
// This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
final Printer logging = me.mLogging;
if (logging != null) {
logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
msg.callback + ": " + msg.what);
}
final long slowDispatchThresholdMs = me.mSlowDispatchThresholdMs;
final long traceTag = me.mTraceTag;
if (traceTag != 0 && Trace.isTagEnabled(traceTag)) {
Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg));
}
final long start = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
final long end;
try {
msg.target.dispatchMessage(msg);
end = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();
} finally {
if (traceTag != 0) {
Trace.traceEnd(traceTag);
}
}
if (slowDispatchThresholdMs > 0) {
final long time = end - start;
if (time > slowDispatchThresholdMs) {
Slog.w(TAG, "Dispatch took " + time + "ms on "
+ Thread.currentThread().getName() + ", h=" +
msg.target + " cb=" + msg.callback + " msg=" + msg.what);
}
}
if (logging != null) {
logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
}
// Make sure that during the course of dispatching the
// identity of the thread wasn't corrupted.
final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
if (ident != newIdent) {
Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"
+ Long.toHexString(ident) + " to 0x"
+ Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
+ msg.target.getClass().getName() + " "
+ msg.callback + " what=" + msg.what);
}
msg.recycleUnchecked();
}
}
这个方法的运行机制是
1.通过myLooper()方法获取Looper对象
2.通过Looper获取Messagequeue对象
3.进入一个无限循环，不断的通过MessageQueue的next()方法获取下一个消息Message，
4.通过msg.target.dispatchMessage(msg)将消息分发出去，这个msg是Message对象，target其实是Message对象里的Handler对象
好了，到这里主线程的消息机制初始化完成了，接下来就只用通过Handler去发送消息就行了。
那就要想了，那android.os.Handler是怎么跟Looper或者MessageQueue进行联系的呢，平时在主线程里我们是这么构造一个Handler的实例：
Handler mHandler = new Handler();
那我们先进入Handler的构造方法里去看看
public Handler() {
this(null, false);
}
这里调用了另一个构造方法
public Handler(Callback callback, boolean async) {
if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
final Class<? extends Handler> klass = getClass();
if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
(klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
klass.getCanonicalName());
}
}
mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}
1.先通过Looper.myLooper()方法获取mLooper；
2.先判断是否为null，我们如果在主线程里这样构造肯定不会为空的，因为这个方法上面介绍了，是程序启动时主线程里初始化的；但是你如果在一个子线程里去这样做，肯定就报空了，需要你自己先调用Looper.prepare()，去为子线程实例化一个Looper对象。
3.然后通过mLooper.mQueue获取消息队列赋值给Handler内部的mQueue
4.这样Handler内部就拥有了MessageQueue和Looper
Handler既然实例化结束了，我们平时发送消息主要有以下几种方式
1. mHandler.sendMessage(msg)
public final boolean sendMessage(Message msg) {
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis){
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
2. mHandler.sendEmptyMessage（what）
public final boolean sendEmptyMessage(int what)
{
return sendEmptyMessageDelayed(what, 0);
}
3. mHandler.sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis)
public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
Message msg = Message.obtain();
msg.what = what;
return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);
}
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
4. mHandler.sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
5. mHandler.post(Runnable r)
public final boolean post(Runnable r)
{
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
6. mHandler. postDelayed(Runnable r, long delayMillis)
public final boolean postDelayed(Runnable r, long delayMillis)
{
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), delayMillis);
}
从这些调用可知，不管对外开放了多少方法，最终都会走到同一个方法去
public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue == null) {
RuntimeException e = new RuntimeException(
this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
return false;
}
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
方法逻辑就是
1. 将开发者发送过来的消息Message传递到enqueueMessage方法；
2. 然后指定Message的Target为this，其实就是Handler自己；接着把消息推到队列Message中
------------------------------- 分割线 ------------------------------------
好了，这里就讲完了我们的主线程如何初始化一个Looper对象和MessageQueue对象；在主线程里怎么使用Handler发送消息走到MessageQueue中；但是总感觉少了点啥，是不是，对了，就是Handler如何去处理Message没有总结。
上面讲到ActivityThread类的Main方法最后调用了Looper.Loop()方法，这个方法里通过msg.target.dispatchMessage(msg)去处理消息，刚发送消息的方法里说了将Message的Target指定为Handler自己，所以这里就将消息传递到Handler的dispatchMessage方法
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
1.假如我们没有指定Message中的callback（这个callback是通过post方法传进来的runnable对象）或者Handler构造方法中没有传CallBack接口，那就调用handleMessage(msg)方法，
/**
* Subclasses must implement this to receive messages.
*/
public void handleMessage(Message msg) {
}
2.我们开发中就重写这个方法就可以去处理消息了。
到这里Handler可以告一段落了，用网络上的一张图来总结下流程
Handler之内存泄漏
你没有看错，跟我们天天接触的Handler居然会是个内存杀手，有内存泄漏的情况，那是怎么造成的呢？
先解释下内存泄漏的含义：
Java使用有向图机制，通过GC自动检查内存中的对象（什么时候检查由虚拟机决定），如果GC发现一个或一组对象为不可到达状态，则将该对象从内存中回收。也就是说，一个对象不被任何引用所指向，则该对象会在被GC发现的时候被回收；另外，如果一组对象中只包含互相的引用，而没有来自它们外部的引用（例如有两个对象A和B互相持有引用，但没有任何外部对象持有指向A或B的引用），这仍然属于不可到达，同样会被GC回收。
原因：非静态内部类持有外部类的引用，导致外部Activity无法被回收
private Handler handler = new Handler()
{
public void handleMessage(android.os.Message msg)
{
if (msg.what == 1)
{
.......
}
}
};
要知道我们平时是直接在Activity内部创建一个Handler，如上，当使用内部类（包括匿名类）来创建Handler的时候，Handler对象会隐式地持有一个外部类对象（通常是一个Activity）的引用（不然你怎么可能在Handler的回调中操作Activity中的View？）。而Handler通常会伴随着一个耗时的后台线程（例如从网络拉取图片）一起出现，这个后台线程在任务执行完毕（例如图片下载完毕）之后，通过消息机制通知Handler，然后Handler把图片更新到界面。然而，如果用户在网络请求过程中关闭了Activity，正常情况下，Activity不再被使用，它就有可能在GC检查时被回收掉，但由于这时线程尚未执行完，而该线程持有Handler的引用（不然它怎么发消息给Handler？），这个Handler又持有Activity的引用，就导致该Activity无法被回收（即内存泄露），直到网络请求结束（例如图片下载完毕）。
解决办法：
第一：在Activity的onDestory方法中通过Handler的removeCallback方法移除消息
第二：在关闭Activity的时候停掉线程
第三：将Handler声明成静态类，在Java 中，非静态的内部类和匿名内部类都会隐式地持有其外部类的引用，静态的内部类不会持有外部类的引用。但是这怎么更新UI呢？这时候需要在静态内部类当中维护一个Activity的弱引用，如下
static class MyHandler extends Handler
{
WeakReference<Activity> mWeakReference;
public MyHandler(Activity activity)
{
mWeakReference=new WeakReference<Activity>(activity);
}
@Override
public void handleMessage(Message msg)
{
final Activity activity=mWeakReference.get();
if(activity!=null)
{
if (msg.what == 1)
{
.......
}
}
}
}
WeakReference弱引用：与强引用（即我们常说的引用）相对，它的特点是，GC在回收时会忽略掉弱引用，即就算有弱引用指向某对象，但只要该对象没有被强引用指向（实际上多数时候还要求没有软引用，但此处软引用的概念可以忽略），该对象就会在被GC检查到时回收掉。对于上面的代码，用户在关闭Activity之后，就算后台线程还没结束，但由于仅有一条来自Handler的弱引用指向Activity，所以GC仍然会在检查的时候把Activity回收掉。这样，内存泄露的问题就不会出现了
其实Android中的内存泄漏有一部分是由于在Activity中使用了非静态内部类导致的，使用的时候一定要注意，尽量使用静态内部类和弱引用的方法去避免这种问题
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