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Android 消息机制以及handler的内存泄露

作者:SillyMonkey

这篇文章主要介绍了Android 消息机制以及handler的内存泄露的相关资料,需要的朋友可以参考下

Handler

每个初学Android开发的都绕不开Handler这个“坎”,为什么说是个坎呢,首先这是Android架构的精髓之一,其次大部分人都是知其然却不知其所以然。今天看到Handler.post这个方法之后决定再去翻翻源代码梳理一下Handler的实现机制。

异步更新UI

先来一个必背口诀“主线程不做耗时操作,子线程不更新UI”,这个规定应该是初学必知的,那要怎么来解决口诀里的问题呢,这时候Handler就出现在我们面前了(AsyncTask也行,不过本质上还是对Handler的封装),来一段经典常用代码(这里忽略内存泄露问题,我们后面再说):

首先在Activity中新建一个handler:

private Handler mHandler = new Handler() {
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
      super.handleMessage(msg);
      switch (msg.what) {
        case 0:
          mTestTV.setText("This is handleMessage");//更新UI
          break;
      }
    }
  };

然后在子线程里发送消息:

new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
        try {
          Thread.sleep(1000);//在子线程有一段耗时操作,比如请求网络
          mHandler.sendEmptyMessage(0);
        } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
        }
      }
    }).start();

至此完成了在子线程的耗时操作完成后在主线程异步更新UI,可是并没有用上标题的post,我们再来看post的版本:

new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
        try {
          Thread.sleep(1000);//在子线程有一段耗时操作,比如请求网络
          Handler handler = new Handler();
          handler.post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
              mTestTV.setText("This is post");//更新UI
            }
          });
        } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
        }
      }
    }).start();

从表面上来看,给post方法传了个Runnable,像是开了个子线程,可是在子线程里并不能更新UI啊,那么问题来了,这是怎么个情况呢?带着这个疑惑,来翻翻Handler的源码:

先来看看普通的sendEmptyMessage是什么样子:

public final boolean sendEmptyMessage(int what)
  {
    return sendEmptyMessageDelayed(what, 0);
  }
public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {
    Message msg = Message.obtain();
    msg.what = what;
    return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);
  }

将我们传入的参数封装成了一个消息,然后调用sendMessageDelayed:

public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
  {
    if (delayMillis < 0) {
      delayMillis = 0;
    }
    return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
  }

再调用sendMessageAtTime:

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);
  }

好了,我们再来看post():

public final boolean post(Runnable r)
  {
    return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);//getPostMessage方法是两种发送消息的不同之处
  }

方法只有一句,内部实现和普通的sendMessage是一样的,但是只有一点不同,那就是 getPostMessage(r) 这个方法:

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

这个方法我们发现也是将我们传入的参数封装成了一个消息,只是这次是m.callback = r,刚才是msg.what=what,至于Message的这些属性就不看了

Android消息机制

看到这里,我们只是知道了post和sendMessage原理都是封装成Message,但是还是不清楚Handler的整个机制是什么样子,继续探究下去。

刚才看到那两个方法到最终都调用了sendMessageAtTime

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);
  }

这个方法又调用了 enqueueMessage,看名字应该是把消息加入队列的意思,点进去看下:

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
    msg.target = this;
    if (mAsynchronous) {
      msg.setAsynchronous(true);
    }
    return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
  }

mAsynchronous这个异步有关的先不管,继续将参数传给了queue的enqueueMessage方法,至于那个msg的target的赋值我们后面再看,现在继续进入MessageQueue类的enqueueMessage方法,方法较长,我们看看关键的几行:

Message prev;
for (;;) {
  prev = p;
  p = p.next;
  if (p == null || when < p.when) {
    break;
  }
  if (needWake && p.isAsynchronous()) {
    needWake = false;
  }
}
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;

果然像方法名说的一样,一个无限循环将消息加入到消息队列中(链表的形式),但是有放就有拿,这个消息怎样把它取出来呢?

翻看MessageQueue的方法,我们找到了next(),代码太长,不赘述,我们知道它是用来把消息取出来的就行了。不过这个方法是在什么地方调用的呢,不是在Handler中,我们找到了Looper这个关键人物,我叫他环形使者,专门负责从消息队列中拿消息,关键代码如下:

for (;;) {
   Message msg = queue.next(); // might block
   ...
   msg.target.dispatchMessage(msg);
   ...
   msg.recycleUnchecked();
}

简单明了,我们看到了我们刚才说的msg.target,刚才在Handler中赋值了msg.target=this,所以我们来看Handler中的dispatchMessage:

public void dispatchMessage(Message msg) {
    if (msg.callback != null) {
      handleCallback(msg);
    } else {
      if (mCallback != null) {
        if (mCallback.handleMessage(msg)) {
          return;
        }
      }
      handleMessage(msg);
    }
  }

1.msg的callback不为空,调用handleCallback方法(message.callback.run())
2.mCallback不为空,调用mCallback.handleMessage(msg)
3.最后如果其他都为空,执行Handler自身的 handleMessage(msg) 方法
msg的callback应该已经想到是什么了,就是我们通过Handler.post(Runnable r)传入的Runnable的run方法,这里就要提提java基础了,直接调用线程的run方法相当于是在一个普通的类调用方法,还是在当前线程执行,并不会开启新的线程。

所以到了这里,我们解决了开始的疑惑,为什么在post中传了个Runnable还是在主线程中可以更新UI。

继续看如果msg.callback为空的情况下的mCallback,这个要看看构造方法:

1.
public Handler() {
    this(null, false);
  }
2.  
public Handler(Callback callback) {
    this(callback, false);
  }
3.
public Handler(Looper looper) {
    this(looper, null, false);
  }
4.
public Handler(Looper looper, Callback callback) {
    this(looper, callback, false);
  }
5.
public Handler(boolean async) {
    this(null, async);
  }
6.
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;
  }
7.
public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async) {
    mLooper = looper;
    mQueue = looper.mQueue;
    mCallback = callback;
    mAsynchronous = async;
  }

具体的实现就只有最后两个,已经知道mCallback是怎么来的了,在构造方法中传入就行。

最后如果这两个回调都为空的话就执行Handler自身的handleMessage(msg)方法,也就是我们熟知的新建Handler重写的那个handleMessage方法。

Looper

看到了这里有一个疑惑,那就是我们在新建Handler的时候并没有传入任何参数,也没有哪里显示调用了Looper有关方法,那Looper的创建以及方法调用在哪里呢?其实这些东西Android本身已经帮我们做了,在程序入口ActivityThread的main方法里面我们可以找到:

 public static void main(String[] args) {
  ...
  Looper.prepareMainLooper();
  ...
  Looper.loop();
  ...

总结

已经大概梳理了一下Handler的消息机制,以及post方法和我们常用的sendMessage方法的区别。来总结一下,主要涉及四个类Handler、Message、MessageQueue、Looper:

新建Handler,通过sendMessage或者post发送消息,Handler调用sendMessageAtTime将Message交给MessageQueue

MessageQueue.enqueueMessage方法将Message以链表的形式放入队列中

Looper的loop方法循环调用MessageQueue.next()取出消息,并且调用Handler的dispatchMessage来处理消息

在dispatchMessage中,分别判断msg.callback、mCallback也就是post方法或者构造方法传入的不为空就执行他们的回调,如果都为空就执行我们最常用重写的handleMessage。

最后谈谈handler的内存泄露问题
再来看看我们的新建Handler的代码:

private Handler mHandler = new Handler() {
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
      ...
    }
  };

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Activity的引用。

而Handler通常会伴随着一个耗时的后台线程一起出现,这个后台线程在任务执行完毕后发送消息去更新UI。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。

另外,如果执行了Handler的postDelayed()方法,那么在设定的delay到达之前,会有一条MessageQueue -> Message -> Handler -> Activity的链,导致你的Activity被持有引用而无法被回收。

解决方法之一,使用弱引用:

static class MyHandler extends Handler {
  WeakReference<Activity > mActivityReference;
  MyHandler(Activity activity) {
    mActivityReference= new WeakReference<Activity>(activity);
  }
  @Override
  public void handleMessage(Message msg) {
    final Activity activity = mActivityReference.get();
    if (activity != null) {
      mImageView.setImageBitmap(mBitmap);
    }
  }
}

以上就是对Android handler 消息机制的资料整理,后续继续补充相关资料,谢谢大家对本站的支持!

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