掌握关于Handler的这些基本问题，让你的面试事半功倍！

前言

Handler是个老生常谈的问题，我相信几乎所有的Android开发者都会使用Handler,那关于Handler还有什么好讲的吗？Handler如果仅仅是使用的话，确实没什么好讲的，但是Handler却是一个几乎所有面试官都会问的问题，不同的要求问的深度也不一样，今天我就带大家学习一下关于Handler你所必须要掌握的知识。

 

Handler消息机制

首先有四个对象我们必须要了解一下Handler、Looper、ThreadLocal还有MessageQueue。

Handler

首先我们要明白Handler消息机制是用来干嘛的？Handler是把其他线程切换到Handler所在的线程，注意，这里不是UI线程。虽然我们的大多数使用Handler的场景，都是我们在子线程做了一下耗时的操作（IO或者数据库），当子线程执行完以后我们可能需要更新UI，这个时候我们用Handler来处理（sendMessage()或者post()）就把子线程切换到了UI线程了。假如说，我们现在有这么一个需求，线程A发个信息给线程B（线程A、线程B都不是主线程），这个时候我们用Handler依然可以做，只需要在线程B中创建好Handler就可以了（关于如何在子线程创建Handler我会在下面详细说明）。所以，Handler并不是把其他线程切换到主线程（UI线程），而是切换到它所在的线程，这一点一定要弄清楚。

Looper

Handler消息机制里面最核心的类，消息轮询。Handler要想切换线程（或者说发送消息），必须要先获得当前线程的Looper，然后调用Looper.loop()方法把MessageQueue里面的message轮询出来"交"给Handler来处理，至于如何“交”给Handler的，下面我会通过源码带大家分析。

ThreadLocal

ThreadLocal是Looper内部的一个，它虽然前面有个“Thread”,但其实它并不是线程，它相当于一个线程内部的存储类。刚才在讲Looper的时候我们说到，“Handler要想切换线程（或者说发送消息），必须要先获得当前线程的Looper”,那如何获得当前线程的Looper呢？正是通过ThreadLocal,它可以在不同线程之间互不干扰地存储数据。ThreadLocal里面有一个内部静态类对象ThreadLocalMap，通过其set（）和get（）方法对数据对象进行保存和读取。

MessageQueue

MessageQueue——消息队列，虽然它叫消息队列，但实际上的结构并不是一个队列，而是一种单链表的数据结构，只是使用列队的形式对数据进场做添加或者移除。MessageQueue是在Looper被创建的时候由Looper生成的。同一线程下，Handler发送的所有message都会被加入到MessageQueue里面，当Message被loop（）以后，就会从消息队列中移除。Message我没有单独拿出来，因为确实比较简单，就是消息本身，它可以携带两个int型参数，如果要传比较复杂的参数就用obj属性，what属性用来区分是哪个Handler发送的信息。

小结一下

Handler是把其他线程切换到它所在的线程，使用Handler发消息之前要先创建Looper对象，创建和读取Looper都需要使用ThreadLocal，它可以在不同线程之间互不干扰地保存数据。在创建Looper对象的同时也把MessageQueue创建好了，Handler所发的message会被添加到MessageQueue对象里面，Looper.loop()方法以后会把MessageQueue上的Message轮询出来。连接这几个对象的还有一条很重要的线，那就是线程，记住，以上的过程都要保证Handler、Looper、MessageQueue在同一线程，这样，才能保证Handler的消息机制被正确使用。

子线程创建Handler

注意：我们这里是为了让大家更好地学习Handler，所以要在子线程创建Handler，现实使用场景，很少会在子线程创建Handler

 

在主线程（UI线程）创建Handler，我相信所有人都会

@Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mainHandler = new Handler();
        mainHandler.post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                Log.e("qige_test", "thread_name=" + Thread.currentThread().getName());
            }
        });
    }

我们先按照主线程的方式在子线程创建一个Handler试一下，看看会有什么样的结果

 new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                childHandler=new Handler();
                childHandler.post(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        Log.e("qige_test","thread_name="+Thread.currentThread().getName());
                    }
                });

            }
        }.start();

 

没错，如图所示还没有创建Looper，那么如何创建Looper呢？图中有句话已经给出了答案——Looper.prepare()，同时为了让我们发送的消息被轮询到，还必须要调用Looper.loop(); 所以在完整的在子线程创建Handler的代码如下：

 new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                //创建Looper，同时创建MessageQueue
                Looper.prepare();

                childHandler=new Handler();
                childHandler.post(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        Log.e("qige_test","thread_name="+Thread.currentThread().getName());
                    }
                });

                //轮询
                Looper.loop();

            }
        }.start();

这样就可以在子线程里面创建Handler了，看到这里，你可能会问，为什么我在主线程创建Handler的时候，没有调用Looper.prepare()和Looper.loop()?这个问题我们先放一下，我们先从源码角度把Handler消息机制分析一下。

从源码角度分析

先看一下创建Looper和MessageQueue的方法Looper.prepare()

public static void prepare() {
        prepare(true);
    }

    private static void prepare(boolean quitAllowed) {
         //ThreadLocal来了
        if (sThreadLocal.get() != null) {
            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
        }
        sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
    }

这里就出现了我刚才说的ThreadLocal对象。Android规定每个线程有且仅有一个Looper，所以为了防止不同的线程之间的Looper相互影响，使用ThreadLocal对象来存储Looper。

再看一眼new Looper()的源码

private Looper(boolean quitAllowed) {
        mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
        mThread = Thread.currentThread();
    }

MessageQueue也出来了，创建Looper的同时创建MessageQueue。

下面我们看Handler.post()或者是Handler.sendMessage()他们本质是一样的，把消息加入到消息队列当中

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

post（）或者sendMessagexxx（）最终都会调用sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)方法，我们直接看这个方法的源码

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;
        }
        //关键代码部分
        return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
    }

都很简单，最后一步enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);是把消息加入队列，咱们再点开看一下

 private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
        //把当前的Handler赋值给msg.target
        msg.target = this;
        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
    }

关键要看的地方是 msg.target = this刚才讲Message的时候没有提，Message的target属性就是一个Handler对象，这里直接把当前的Handler对象赋值过去了。最后一行：queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis)是把message加入到消息队列里面，具体的实现我抓不到了，知道这句话是把message加入到MessageQueue里面就行。
下面分析* Looper.loop() 方法的关键部分源码

public static void loop() {
        final Looper me = myLooper();
        if (me == null) {
            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
        }
        **标注1**
        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.
       ........................
       ......................
       **标注2**
        for (;;) {
            Message msg = queue.next(); // might block
            if (msg == null) {
                // No message indicates that the message queue is quitting.
                return;
            }
            ....................................
            ...................................
            try {
               **标注3**
                msg.target.dispatchMessage(msg);
                dispatchEnd = needEndTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
            } finally {
                if (traceTag != 0) {
                    Trace.traceEnd(traceTag);
                }
            }
           ........................................
           ........................................
             **标注4**
            msg.recycleUnchecked();
        }
    }

看源码的时候注意看一下标注，一个个地来讲；

• 标注1：保证了Handler、Looper和MessageQueue在同一线程
• 标注2：没有看错，就是一个无线死循环，Looper会不停地对MessageQueue进行轮询。这时候，你可能会问，这种无限死循环会不会很浪费资源？其实并不会，因为当没有message被添加到队列的时候，程序会进入阻塞状态，对资源的消耗是很小的。
• 标注3：还记得刚才讲地msg.target吧，这里 msg.target.dispatchMessage(msg);就是handler.dispatchMessage(msg),直接去看Handler的dispatchMessage(msg)方法

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

这里面msg.callback是个Runnable对象，也就是当我们使用handler.post(Runnable r)的方法的话，这时候就直接去调用Runnable对象里面的东西了，如果使用的是handler.sendMessagexxx（），就是去调用我们重写的handleMessage(msg)方法了。
如果调用post()方法发送消息

mainHandler.post(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        //这里会被调用
                        Log.e("qige_test","thread_name="+Thread.currentThread().getName());
                    }
                });

如果调用sendMessagexxx()

 mainHandler.sendEmptyMessage(0);
        mainHandler=new Handler(){
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                //这里会被调用
                Log.e("qige_test","what="+msg.what);
            }
        };

我们再回到上一级源码

• 标注4， msg.recycleUnchecked();其实这里就是msg完成了它的使命，被释放了以后又放回缓存池里面去了。

以上基本就是一个完整的Handler消息机制的过程，我再带大家好好回顾一下：

1.Looper.prepare();//这一步创建了Looper和MessageQueue
2.handler.sendMessagexxxx(); // 把message添加到MessageQueue上
3.Looper.loop();//轮询消息
4.handler.dispatchMessage(msg)；//处理消息

关于在主线程创建Handler的疑问

好了，到了该解决历史遗留问题的时候了，为什么我们在主线程创建handler不需要调用Looper.prepare()和Looper.loop()呢？
这是因为，主线程已经给我们创建好了，在哪里创建好的呢？
在Java里面，有一个程序的主入口，就是静态main方法

public class Test {
    //程序入口
     public static void main(String... args){

     }

在Android里面呢，同样有这么一个main方法入口，它在ActivityThread类中。在我们App启动过程中，会调用到ActivityTread的main()方法（由于篇幅问题，该过程没有办法详细讲，后期会推文章单独说一下），下面我们直接看ActivityTread的main()方法的源码
为了方便理解，还是只看关键部分代码

public static void main(String[] args) {
        ....

        //创建Looper和MessageQueue对象，用于处理主线程的消息
        Looper.prepareMainLooper();

        //创建ActivityThread对象
        ActivityThread thread = new ActivityThread(); 

        //建立Binder通道 (创建新线程)
        thread.attach(false);

        //消息轮询
        Looper.loop();

    }

看到这里，我想你应该明白了为啥在主线程里创建Handler不需要调用Looper.prepare()和Looper.loop()方法了吧，因为在App启动的时候，ActivityThread已经给我们创建好了。不过，需要注意的是，我刚才在讲Looper.loop()源码的时候说过这里面会有一个无限死循环，那么程序运行到这里岂不是要永远卡在这了呢，那我们的Activity、Service都是咋执行的呢？ 看关键的源码这一句thread.attach(false),注释上其实解释的很清楚，通过Binder创建了新的线程，在这个新的线程里面运行了Activity、Service等组件，而之所以Android为什么采用这种方式，让我们留在以后再说，你只需要知道，Looper.loop()不会造成卡顿，主线程已经给我们创建好了Looper和MessageQueue对象就可以了。

 

为什么写这篇文章

开篇我就说过，Handler几乎所有人都会用，但仅仅会用是不够，要知其然更知其所以然。很多面试官愿意问Handler相关的问题，好好阅读这篇文章，它会让你在面试的时候事半功倍。

有些东西你不仅要懂，而且要能够很好地表达出来，能够让面试官认可你的理解，例如Handler机制，这个是面试必问之题。有些晦涩的点，或许它只活在面试当中，实际工作当中你压根不会用到它，但是你要知道它是什么东西。

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