Handler的原理分析這個標題，很多文章都寫過，最近認真將源碼逐行一字一句研究，特此也簡單總結(jié)一遍。

首先是Handler整個Android消息機制的簡單概括：

分三部分對消息機制的整個流程進行闡述：

• Handler的創(chuàng)建，包括Looper、MessageQueue的創(chuàng)建；
• Handler發(fā)送消息，Message是如何進入消息隊列MessageQueue的（入列）；
• Looper輪詢消息，Message出列，Handler處理消息。

一、Handler創(chuàng)建流程分析

1.Handler如何被創(chuàng)建的

// 最簡單的創(chuàng)建方式 public Handler() {this(null, false); }// ....還有很多種方式，但這些方式最終都執(zhí)行這個構(gòu)造方法 public Handler(Callback callback, boolean async) {// 1.檢查內(nèi)存泄漏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());}}// 2.通過Looper.myLooper()獲取當前線程的Looper對象mLooper = Looper.myLooper();// 3.如果Looper為空，拋出異常if (mLooper == null) {throw new RuntimeException("Can't create handler inside thread " + Thread.currentThread()+ " that has not called Looper.prepare()");}mQueue = mLooper.mQueue;mCallback = callback;mAsynchronous = async; } 復制代碼

首先，如何避免Handler的內(nèi)存泄漏是一個非常常見的面試題，其實Handler的源碼中已經(jīng)將答案非常清晰告知給了開發(fā)者,即讓Handler的導出類保證為static的，如果需要，將Context作為弱引用的依賴注入進來。

同時，在Handler創(chuàng)建的同時，會嘗試獲取當前線程唯一的Looper對象：

public final class Looper {static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();public static @Nullable Looper myLooper() {return sThreadLocal.get();} } 復制代碼

關于ThreadLocal，我在上一篇文章中已經(jīng)進行了分析，現(xiàn)在我們知道了ThreadLocal保證了當前線程內(nèi)有且僅有唯一的一個Looper。

2.Looper是如何保證線程單例的

那就是需要調(diào)用Looper.prepare()方法：

public final class Looper {public static void prepare() {prepare(true);}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));}private Looper(boolean quitAllowed) {mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);mThread = Thread.currentThread();}} 復制代碼

這也就說明了，為什么當前線程沒有Looper的實例時，會拋出一個異常并提示開發(fā)者需要調(diào)用Looper.prepare()方法了。

也正如上述代碼片段所描述的，如果當前線程已經(jīng)有了Looper的實例，也會拋出一個異常，提示用戶每個線程只能有一個Looper（throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");）。

此外，在Looper實例化的同時，也創(chuàng)建了對應的MessageQueue，這也就說明，一個線程有且僅有一個Looper，也僅有一個MessageQueue。

二、發(fā)送消息流程分析

1.sendMessage()分析

sendMessage()流程如下：

// 1.發(fā)送即時消息 public final boolean sendMessage(Message msg) {return sendMessageDelayed(msg, 0); }// 2.實際上是發(fā)射一個延時為0的Message public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis) {if (delayMillis < 0) {delayMillis = 0;}return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis); }// 3.將消息和延時的時間進行入列（消息隊列） 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); }// 4.內(nèi)部實際上還是執(zhí)行了MessageQueue的enqueueMessage()方法 private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {msg.target = this;if (mAsynchronous) {msg.setAsynchronous(true);}return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis); } 復制代碼

注意第四步實際上將Handler對象最為target，附著在了Message之上；接下來看MessageQueue類內(nèi)部是如何對Message進行入列的。

2.MessageQueue消息入列

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {//... 省略部分代碼synchronized (this) {msg.markInUse();msg.when = when;// 獲得鏈表頭的MessageMessage p = mMessages;boolean needWake;if (p == null || when == 0 || when < p.when) {// 若有以下情景之一，將Message置于鏈表頭// 1.頭部Message為空，鏈表為空// 2.消息為即時Message// 3.頭部Message的時間戳大于最新Message的時間戳msg.next = p;mMessages = msg;needWake = mBlocked;} else {// 反之，將Message插入到鏈表對應的位置Message prev;// for循環(huán)就是找到合適的位置，并將最新的Message插入鏈表for (;;) {prev = p;p = p.next;if (p == null || when < p.when) {break;}}msg.next = p; // invariant: p == prev.nextprev.next = msg;}if (needWake) {nativeWake(mPtr);}}return true; } 復制代碼

MessageQueue的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本身是一個單向鏈表。

三、接收消息分析

當Handler創(chuàng)建好后，若在此之前調(diào)用了Looper.prepare()初始化Looper，還需要調(diào)用Looper.loop()開始該線程內(nèi)的消息輪詢。

1.Looper.loop()

public static void loop() {// ...省略部分代碼// 1. 獲取Looper對象final Looper me = myLooper();if (me == null) {throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");}// 2.獲取messageQueuefinal MessageQueue queue = me.mQueue;// 3. 輪詢消息，這里是一個死循環(huán)for (;;) {// 4.從消息隊列中取出消息，若消息隊列為空，則阻塞線程Message msg = queue.next();if (msg == null) {return;}// 5.派發(fā)消息到對應的Handlermsg.target.dispatchMessage(msg);// ...} } 復制代碼

比較簡單，需要注意的一點是MessageQueue.next()是一個可能會阻塞線程的方法，當有消息時會輪詢處理消息，但如果消息隊列中沒有消息，則會阻塞線程。

2.MessageQueue.next()

private native void nativePollOnce(long ptr, int timeoutMillis);Message next() {// ...省略部分代碼int nextPollTimeoutMillis = 0;for (;;) {// ...// native方法nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);synchronized (this) {final long now = SystemClock.uptimeMillis();Message prevMsg = null;Message msg = mMessages;// 從消息隊列中取出消息if (msg != null) {// 當時間小于message的時間戳時，獲取時間差if (now < msg.when) {// 該值將會導致在下次循環(huán)中阻塞對應時間nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);} else {// 取出消息并返回mBlocked = false;if (prevMsg != null) {prevMsg.next = msg.next;} else {mMessages = msg.next;}msg.next = null;msg.markInUse();return msg;}}// ...} } 復制代碼

注意代碼片段最上方的native方法——循環(huán)體內(nèi)首先調(diào)用nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis)，這是一個native方法，實際作用就是通過Native層的MessageQueue阻塞nextPollTimeoutMillis毫秒的時間:

• 1.如果nextPollTimeoutMillis=-1，一直阻塞不會超時。
• 2.如果nextPollTimeoutMillis=0，不會阻塞，立即返回。
• 3.如果nextPollTimeoutMillis>0，最長阻塞nextPollTimeoutMillis毫秒(超時)，如果期間有程序喚醒會立即返回。

搞清楚這一點，其它就都好理解了。

3.最終將消息發(fā)送給Handler

正如上文所說的，msg.target.dispatchMessage(msg)實際上就是調(diào)用Handler.dispatchMessage(msg),內(nèi)部最終也是執(zhí)行了Handler.handleMessage()回調(diào)：

public void dispatchMessage(Message msg) {if (msg.callback != null) {handleCallback(msg);} else {if (mCallback != null) {if (mCallback.handleMessage(msg)) {return;}}// 如果消息沒有定義callBack，或者不是通過// Handler(Callback)的方式實例化Handler,// 最終會走到這里handleMessage(msg);} } 復制代碼

參考&感謝

• 《Android開發(fā)藝術探索》
• 深入理解MessageQueue
• Android Handler：手把手帶你深入分析 Handler機制源碼

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總結(jié)

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