Handler二十七问｜你真的了解我吗？
对于handler，你会想到什么呢？
面试必考？项目常用？体系庞大？
既然它如此重要，不知对面的你了解它多深呢？今天就和大家一起打破砂锅问到底，看看Handler这口砂锅的底到底在哪里。
Handler二十七问，送上。
大纲
Handler被设计出来的原因？有什么用？
一种东西被设计出来肯定就有它存在的意义，而Handler的意义就是切换线程。
作为Android消息机制的主要成员，它管理着所有与界面有关的消息事件，常见的使用场景有：
- 跨进程之后的界面消息处理。
比如Activity的启动，就是AMS在进行进程间通信的时候，通过Binder线程 将消息发送给ApplicationThread的消息处理者Handler，然后再将消息分发给主线程中去执行。
- 网络交互后切换到主线程进行UI更新
当子线程网络操作之后，需要切换到主线程进行UI更新。
总之一句话，Hanlder的存在就是为了解决在子线程中无法访问UI的问题。
为什么建议子线程不访问（更新）UI？
因为Android中的UI控件不是线程安全的，如果多线程访问UI控件那还不乱套了。
那为什么不加锁呢？
会降低UI访问的效率。本身UI控件就是离用户比较近的一个组件，加锁之后自然会发生阻塞，那么UI访问的效率会降低，最终反应到用户端就是这个手机有点卡。太复杂了。本身UI访问时一个比较简单的操作逻辑，直接创建UI，修改UI即可。如果加锁之后就让这个UI访问的逻辑变得很复杂，没必要。
所以，Android设计出了 单线程模型 来处理UI操作，再搭配上Handler，是一个比较合适的解决方案。
子线程访问UI的 崩溃原因 和 解决办法？
崩溃发生在ViewRootImpl类的checkThread方法中：
void checkThread() {
if (mThread != Thread.currentThread()) {
throw new CalledFromWrongThreadException(
"Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");
}
}
其实就是判断了当前线程 是否是 ViewRootImpl创建时候的线程，如果不是，就会崩溃。
而ViewRootImpl创建的时机就是界面被绘制的时候，也就是onResume之后，所以如果在子线程进行UI更新，就会发现当前线程（子线程）和View创建的线程（主线程）不是同一个线程，发生崩溃。
解决办法有三种：
- 在新建视图的线程进行这个视图的UI更新，主线程创建View，主线程更新View。
- 在
ViewRootImpl创建之前进行子线程的UI更新，比如onCreate方法中进行子线程更新UI。 - 子线程切换到主线程进行UI更新，比如
Handler、view.post方法。
MessageQueue是干嘛呢？用的什么数据结构来存储数据？
看名字应该是个队列结构，队列的特点是什么？先进先出，一般在队尾增加数据，在队首进行取数据或者删除数据。
那Hanlder中的消息似乎也满足这样的特点，先发的消息肯定就会先被处理。但是，Handler中还有比较特殊的情况，比如延时消息。
延时消息的存在就让这个队列有些特殊性了，并不能完全保证先进先出，而是需要根据时间来判断，所以Android中采用了链表的形式来实现这个队列，也方便了数据的插入。
来一起看看消息的发送过程，无论是哪种方法发送消息，都会走到sendMessageDelayed方法
public final boolean sendMessageDelayed(@NonNull Message msg, long delayMillis) {
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
public boolean sendMessageAtTime(@NonNull Message msg, long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}
sendMessageDelayed方法主要计算了消息需要被处理的时间，如果delayMillis为0，那么消息的处理时间就是当前时间。
然后就是关键方法enqueueMessage。
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
synchronized (this) {
msg.markInUse();
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
Message prev;
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
msg.next = p;
prev.next = msg;
}
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);
}
}
return true;
}
不懂得地方先不看，只看我们想看的：
- 首先设置了
Message的when字段，也就是代表了这个消息的处理时间 - 然后判断当前队列是不是为空，是不是即时消息，是不是执行时间when大于表头的消息时间，满足任意一个，就把当前消息msg插入到表头。
- 否则，就需要遍历这个队列，也就是
链表，找出when小于某个节点的when，找到后插入。
好了，其他内容暂且不看，总之，插入消息就是通过消息的执行时间，也就是when字段，来找到合适的位置插入链表。
具体方法就是通过死循环，使用快慢指针p和prev，每次向后移动一格，直到找到某个节点p的when大于我们要插入消息的when字段，则插入到p和prev之间。或者遍历到链表结束，插入到链表结尾。
所以，MessageQueue就是一个用于存储消息、用链表实现的特殊队列结构。
延迟消息是怎么实现的？
总结上述内容，延迟消息的实现主要跟消息的统一存储方法有关，也就是上文说过的enqueueMessage方法。
无论是即时消息还是延迟消息，都是计算出具体的时间，然后作为消息的when字段进程赋值。
然后在MessageQueue中找到合适的位置（安排when小到大排列），并将消息插入到MessageQueue中。
这样，MessageQueue就是一个按照消息时间排列的一个链表结构。
MessageQueue的消息怎么被取出来的？
刚才说过了消息的存储，接下来看看消息的取出，也就是queue.next方法。
Message next() {
for (;;) {
if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
Binder.flushPendingCommands();
}
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
// Try to retrieve the next message. Return if found.
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
if (msg != null && msg.target == null) {
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
if (msg != null) {
if (now < msg.when) {
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
} else {
// Got a message.
mBlocked = false;
if (prevMsg != null) {
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null;
msg.markInUse();
return msg;
}
} else {
// No more messages.
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
}
}
}
奇怪，为什么取消息也是用的死循环呢？
其实死循环就是为了保证一定要返回一条消息，如果没有可用消息，那么就阻塞在这里，一直到有新消息的到来。
其中，nativePollOnce方法就是阻塞方法，nextPollTimeoutMillis参数就是阻塞的时间。
那什么时候会阻塞呢？两种情况：
- 1、有消息，但是当前时间小于消息执行时间，也就是代码中的这一句：
if (now < msg.when) {
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
}
这时候阻塞时间就是消息时间减去当前时间，然后进入下一次循环，阻塞。
- 2、没有消息的时候，也就是上述代码的最后一句：
if (msg != null) {}
else {
// No more messages.
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
-1就代表一直阻塞。
MessageQueue没有消息时候会怎样？阻塞之后怎么唤醒呢？说说pipe/epoll机制？
接着上文的逻辑，当消息不可用或者没有消息的时候就会阻塞在next方法，而阻塞的办法是通过pipe/epoll机制
epoll机制是一种IO多路复用的机制，具体逻辑就是一个进程可以监视多个描述符，当某个描述符就绪（一般是读就绪或者写就绪），能够通知程序进行相应的读写操作，这个读写操作是阻塞的。在Android中，会创建一个Linux管道（Pipe）来处理阻塞和唤醒。
- 当消息队列为空，管道的读端等待管道中有新内容可读，就会通过
epoll机制进入阻塞状态。 - 当有消息要处理，就会通过管道的写端写入内容，唤醒主线程。
同步屏障和异步消息是怎么实现的？
其实在Handler机制中，有三种消息类型：
同步消息。也就是普通的消息。异步消息。通过setAsynchronous(true)设置的消息。同步屏障消息。通过postSyncBarrier方法添加的消息，特点是target为空，也就是没有对应的handler。
这三者之间的关系如何呢？
- 正常情况下，同步消息和异步消息都是正常被处理，也就是根据时间when来取消息，处理消息。
- 当遇到同步屏障消息的时候，就开始从消息队列里面去找异步消息，找到了再根据时间决定阻塞还是返回消息。
也就是说同步屏障消息不会被返回，他只是一个标志，一个工具，遇到它就代表要去先行处理异步消息了。
所以同步屏障和异步消息的存在的意义就在于有些消息需要“加急处理”。
同步屏障和异步消息有具体的使用场景吗？
使用场景就很多了，比如绘制方法scheduleTraversals。
void scheduleTraversals() {
if (!mTraversalScheduled) {
mTraversalScheduled = true;
// 同步屏障，阻塞所有的同步消息
mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
// 通过 Choreographer 发送绘制任务
mChoreographer.postCallback(
Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
}
}
Message msg = mHandler.obtainMessage(MSG_DO_SCHEDULE_CALLBACK, action);
msg.arg1 = callbackType;
msg.setAsynchronous(true);
mHandler.sendMessageAtTime(msg, dueTime);
在该方法中加入了同步屏障，后续加入一个异步消息MSG_DO_SCHEDULE_CALLBACK，最后会执行到FrameDisplayEventReceiver，用于申请VSYNC信号。
更多Choreographer相关内容可以看看这篇文章——https://www.jianshu.com/p/86d00bbdaf60
Message消息被分发之后会怎么处理？消息怎么复用的？
再看看loop方法，在消息被分发之后，也就是执行了dispatchMessage方法之后，还偷偷做了一个操作——recycleUnchecked。
public static void loop() {
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
try {
msg.target.dispatchMessage(msg);
}
msg.recycleUnchecked();
}
}
//Message.java
private static Message sPool;
private static final int MAX_POOL_SIZE = 50;
void recycleUnchecked() {
flags = FLAG_IN_USE;
what = 0;
arg1 = 0;
arg2 = 0;
obj = null;
replyTo = null;
sendingUid = UID_NONE;
workSourceUid = UID_NONE;
when = 0;
target = null;
callback = null;
data = null;
synchronized (sPoolSync) {
if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) {
next = sPool;
sPool = this;
sPoolSize++;
}
}
}
在recycleUnchecked方法中，释放了所有资源，然后将当前的空消息插入到sPool表头。
这里的sPool就是一个消息对象池，它也是一个链表结构的消息，最大长度为50。
那么Message又是怎么复用的呢？在Message的实例化方法obtain中：
public static Message obtain() {
synchronized (sPoolSync) {
if (sPool != null) {
Message m = sPool;
sPool = m.next;
m.next = null;
m.flags = 0; // clear in-use flag
sPoolSize--;
return m;
}
}
return new Message();
}
直接复用消息池sPool中的第一条消息，然后sPool指向下一个节点，消息池数量减一。
Looper是干嘛呢？怎么获取当前线程的Looper？为什么不直接用Map存储线程和对象呢？
在Handler发送消息之后，消息就被存储到MessageQueue中，而Looper就是一个管理消息队列的角色。Looper会从MessageQueue中不断的查找消息，也就是loop方法，并将消息交回给Handler进行处理。
而Looper的获取就是通过ThreadLocal机制:
static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
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));
}
public static @Nullable Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}
通过prepare方法创建Looper并且加入到sThreadLocal中，通过myLooper方法从sThreadLocal中获取Looper。
ThreadLocal运行机制？这种机制设计的好处？
下面就具体说说ThreadLocal运行机制。
//ThreadLocal.java
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
return setInitialValue();
}
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
从ThreadLocal类中的get和set方法可以大致看出来，有一个ThreadLocalMap变量，这个变量存储着键值对形式的数据。
key为this，也就是当前ThreadLocal变量。value为T，也就是要存储的值。
然后继续看看ThreadLocalMap哪来的，也就是getMap方法：
//ThreadLocal.java
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
//Thread.java
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
原来这个ThreadLocalMap变量是存储在线程类Thread中的。
所以ThreadLocal的基本机制就搞清楚了：
在每个线程中都有一个threadLocals变量，这个变量存储着ThreadLocal和对应的需要保存的对象。
这样带来的好处就是，在不同的线程，访问同一个ThreadLocal对象，但是能获取到的值却不一样。
挺神奇的是不是，其实就是其内部获取到的Map不同，Map和Thread绑定，所以虽然访问的是同一个ThreadLocal对象，但是访问的Map却不是同一个，所以取得值也不一样。
这样做有什么好处呢？为什么不直接用Map存储线程和对象呢？
打个比方：
ThreadLocal就是老师。Thread就是同学。Looper（需要的值）就是铅笔。
现在老师买了一批铅笔，然后想把这些铅笔发给同学们，怎么发呢？两种办法：
- 1、老师把每个铅笔上写好每个同学的名字，放到一个大盒子里面去（map），用的时候就让同学们自己来找。
这种做法就是Map里面存储的是同学和铅笔，然后用的时候通过同学来从这个Map里找铅笔。
这种做法就有点像使用一个Map，存储所有的线程和对象，不好的地方就在于会很混乱，每个线程之间有了联系，也容易造成内存泄漏。
- 2、老师把每个铅笔直接发给每个同学，放到同学的口袋里（map），用的时候每个同学从口袋里面拿出铅笔就可以了。
这种做法就是Map里面存储的是老师和铅笔，然后用的时候老师说一声，同学只需要从口袋里拿出来就行了。
很明显这种做法更科学，这也就是ThreadLocal的做法，因为铅笔本身就是同学自己在用，所以一开始就把铅笔交给同学自己保管是最好的，每个同学之间进行隔离。
还有哪些地方运用到了ThreadLocal机制？
比如：Choreographer。
public final class Choreographer {
// Thread local storage for the choreographer.
private static final ThreadLocal<Choreographer> sThreadInstance =
new ThreadLocal<Choreographer>() {
@Override
protected Choreographer initialValue() {
Looper looper = Looper.myLooper();
if (looper == null) {
throw new IllegalStateException("The current thread must have a looper!");
}
Choreographer choreographer = new Choreographer(looper, VSYNC_SOURCE_APP);
if (looper == Looper.getMainLooper()) {
mMainInstance = choreographer;
}
return choreographer;
}
};
private static volatile Choreographer mMainInstance;
Choreographer主要是主线程用的，用于配合 VSYNC中断信号。
所以这里使用ThreadLocal更多的意义在于完成线程单例的功能。
可以多次创建Looper吗？
Looper的创建是通过Looper.prepare方法实现的，而在prepare方法中就判断了，当前线程是否存在Looper对象，如果有，就会直接抛出异常：
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();
}
所以同一个线程，只能创建一个Looper，多次创建会报错。
Looper中的quitAllowed字段是啥？有什么用？
按照字面意思就是是否允许退出，我们看看他都在哪些地方用到了：
void quit(boolean safe) {
if (!mQuitAllowed) {
throw new IllegalStateException("Main thread not allowed to quit.");
}
synchronized (this) {
if (mQuitting) {
return;
}
mQuitting = true;
if (safe) {
removeAllFutureMessagesLocked();
} else {
removeAllMessagesLocked();
}
}
}
哦，就是这个quit方法用到了，如果这个字段为false，代表不允许退出，就会报错。
但是这个quit方法又是干嘛的呢？从来没用过呢。还有这个safe又是啥呢？
其实看名字就差不多能了解了，quit方法就是退出消息队列，终止消息循环。
- 首先设置了
mQuitting字段为true。 - 然后判断是否安全退出，如果安全退出，就执行
removeAllFutureMessagesLocked方法，它内部的逻辑是清空所有的延迟消息，之前没处理的非延迟消息还是需要取处理，然后设置非延迟消息的下一个节点为空（p.next=null）。 - 如果不是安全退出，就执行
removeAllMessagesLocked方法，直接清空所有的消息，然后设置消息队列指向空（mMessages = null）
然后看看当调用quit方法之后，消息的发送和处理：
//消息发送
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
synchronized (this) {
if (mQuitting) {
IllegalStateException e = new IllegalStateException(
msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
msg.recycle();
return false;
}
}
当调用了quit方法之后，mQuitting为true，消息就发不出去了，会报错。
再看看消息的处理，loop和next方法：
Message next() {
for (;;) {
synchronized (this) {
if (mQuitting) {
dispose();
return null;
}
}
}
}
public static void loop() {
for (;;) {
Message msg = queue.next();
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
}
}
很明显，当mQuitting为true的时候，next方法返回null，那么loop方法中就会退出死循环。
那么这个quit方法一般是什么时候使用呢？
- 主线程中，一般情况下肯定不能退出，因为退出后主线程就停止了。所以是当APP需要退出的时候，就会调用quit方法，涉及到的消息是EXIT_APPLICATION，大家可以搜索下。
- 子线程中，如果消息都处理完了，就需要调用quit方法停止消息循环。
Looper.loop方法是死循环，为什么不会卡死（ANR）？
关于这个问题，强烈建议看看Gityuan的回答：https://www.zhihu.com/question/34652589
我大致总结下：
- 1、主线程本身就是需要一只运行的，因为要处理各个View，界面变化。所以需要这个死循环来保证主线程一直执行下去，不会被退出。
- 2、真正会卡死的操作是在某个消息处理的时候操作时间过长，导致掉帧、ANR，而不是loop方法本身。
- 3、在主线程以外，会有其他的线程来处理接受其他进程的事件，比如
Binder线程（ApplicationThread），会接受AMS发送来的事件 - 4、在收到跨进程消息后，会交给主线程的
Hanlder再进行消息分发。所以Activity的生命周期都是依靠主线程的Looper.loop，当收到不同Message时则采用相应措施，比如收到msg=H.LAUNCH_ACTIVITY，则调用ActivityThread.handleLaunchActivity()方法，最终执行到onCreate方法。 - 5、当没有消息的时候，会阻塞在loop的
queue.next()中的nativePollOnce()方法里，此时主线程会释放CPU资源进入休眠状态，直到下个消息到达或者有事务发生。所以死循环也不会特别消耗CPU资源。
Message是怎么找到它所属的Handler然后进行分发的？
在loop方法中，找到要处理的Message，然后调用了这么一句代码处理消息：
msg.target.dispatchMessage(msg);
所以是将消息交给了msg.target来处理，那么这个target是啥呢？
找找它的来头：
//Handler
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue,Message msg,long uptimeMillis) {
msg.target = this;
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
在使用Hanlder发送消息的时候，会设置msg.target = this，所以target就是当初把消息加到消息队列的那个Handler。
Handler 的 post(Runnable) 与 sendMessage 有什么区别
Hanlder中主要的发送消息可以分为两种：
- post(Runnable)
- sendMessage
public final boolean post(@NonNull Runnable r) {
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();
m.callback = r;
return m;
}
通过post的源码可知，其实post和sendMessage的区别就在于：
post方法给Message设置了一个callback。
那么这个callback有什么用呢？我们再转到消息处理的方法dispatchMessage中看看：
public void dispatchMessage(@NonNull Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
private static void handleCallback(Message message) {
message.callback.run();
}
这段代码可以分为三部分看：
- 1、如果
msg.callback不为空，也就是通过post方法发送消息的时候，会把消息交给这个msg.callback进行处理，然后就没有后续了。 - 2、如果
msg.callback为空，也就是通过sendMessage发送消息的时候，会判断Handler当前的mCallback是否为空，如果不为空就交给Handler.Callback.handleMessage处理。 - 3、如果
mCallback.handleMessage返回true，则无后续了。 - 4、如果
mCallback.handleMessage返回false，则调用handler类重写的handleMessage方法。
所以post(Runnable) 与 sendMessage的区别就在于后续消息的处理方式，是交给msg.callback还是 Handler.Callback或者Handler.handleMessage。
Handler.Callback.handleMessage 和 Handler.handleMessage 有什么不一样？为什么这么设计？
接着上面的代码说，这两个处理方法的区别在于Handler.Callback.handleMessage方法是否返回true：
- 如果为
true，则不再执行Handler.handleMessage - 如果为
false，则两个方法都要执行。
那么什么时候有Callback，什么时候没有呢？这涉及到两种Hanlder的 创建方式：
val handler1= object : Handler(){
override fun handleMessage(msg: Message) {
super.handleMessage(msg)
}
}
val handler2 = Handler(object : Handler.Callback {
override fun handleMessage(msg: Message): Boolean {
return true
}
})
常用的方法就是第1种，派生一个Handler的子类并重写handleMessage方法。而第2种就是系统给我们提供了一种不需要派生子类的使用方法，只需要传入一个Callback即可。
Handler、Looper、MessageQueue、线程是一一对应关系吗？
- 一个线程只会有一个
Looper对象，所以线程和Looper是一一对应的。 MessageQueue对象是在new Looper的时候创建的，所以Looper和MessageQueue是一一对应的。Handler的作用只是将消息加到MessageQueue中，并后续取出消息后，根据消息的target字段分发给当初的那个handler，所以Handler对于Looper是可以多对一的，也就是多个Hanlder对象都可以用同一个线程、同一个Looper、同一个MessageQueue。
总结：Looper、MessageQueue、线程是一一对应关系，而他们与Handler是可以一对多的。
ActivityThread中做了哪些关于Handler的工作？（为什么主线程不需要单独创建Looper）
主要做了两件事：
- 1、在main方法中，创建了主线程的
Looper和MessageQueue，并且调用loop方法开启了主线程的消息循环。
public static void main(String[] args) {
Looper.prepareMainLooper();
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}
- 2、创建了一个Handler来进行四大组件的启动停止等事件处理
final H mH = new H();
class H extends Handler {
public static final int BIND_APPLICATION = 110;
public static final int EXIT_APPLICATION = 111;
public static final int RECEIVER = 113;
public static final int CREATE_SERVICE = 114;
public static final int STOP_SERVICE = 116;
public static final int BIND_SERVICE = 121;
IdleHandler是啥？有什么使用场景？
之前说过，当MessageQueue没有消息的时候，就会阻塞在next方法中，其实在阻塞之前，MessageQueue还会做一件事，就是检查是否存在IdleHandler，如果有，就会去执行它的queueIdle方法。
private IdleHandler[] mPendingIdleHandlers;
Message next() {
int pendingIdleHandlerCount = -1;
for (;;) {
synchronized (this) {
//当消息执行完毕，就设置pendingIdleHandlerCount
if (pendingIdleHandlerCount < 0
&& (mMessages == null || now < mMessages.when)) {
pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
}
//初始化mPendingIdleHandlers
if (mPendingIdleHandlers == null) {
mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];
}
//mIdleHandlers转为数组
mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);
}
// 遍历数组，处理每个IdleHandler
for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {
final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
mPendingIdleHandlers[i] = null; // release the reference to the handler
boolean keep = false;
try {
keep = idler.queueIdle();
} catch (Throwable t) {
Log.wtf(TAG, "IdleHandler threw exception", t);
}
//如果queueIdle方法返回false，则处理完就删除这个IdleHandler
if (!keep) {
synchronized (this) {
mIdleHandlers.remove(idler);
}
}
}
// Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again.
pendingIdleHandlerCount = 0;
}
}
当没有消息处理的时候，就会去处理这个mIdleHandlers集合里面的每个IdleHandler对象，并调用其queueIdle方法。最后根据queueIdle返回值判断是否用完删除当前的IdleHandler。
然后看看IdleHandler是怎么加进去的：
Looper.myQueue().addIdleHandler(new IdleHandler() {
@Override
public boolean queueIdle() {
//做事情
return false;
}
});
public void addIdleHandler(@NonNull IdleHandler handler) {
if (handler == null) {
throw new NullPointerException("Can't add a null IdleHandler");
}
synchronized (this) {
mIdleHandlers.add(handler);
}
}
ok，综上所述，IdleHandler就是当消息队列里面没有当前要处理的消息了，需要堵塞之前，可以做一些空闲任务的处理。
常见的使用场景有：启动优化。
我们一般会把一些事件（比如界面view的绘制、赋值）放到onCreate方法或者onResume方法中。但是这两个方法其实都是在界面绘制之前调用的，也就是说一定程度上这两个方法的耗时会影响到启动时间。
所以我们可以把一些操作放到IdleHandler中，也就是界面绘制完成之后才去调用，这样就能减少启动时间了。
但是，这里需要注意下可能会有坑。
如果使用不当，IdleHandler会一直不执行，比如在View的onDraw方法里面无限制的直接或者间接调用View的invalidate方法。
其原因就在于onDraw方法中执行invalidate，会添加一个同步屏障消息，在等到异步消息之前，会阻塞在next方法，而等到FrameDisplayEventReceiver异步任务之后又会执行onDraw方法，从而无限循环。
具体可以看看这篇文章：https://mp.weixin.qq.com/s/dh_71i8J5ShpgxgWN5SPEw
HandlerThread是啥？有什么使用场景？
直接看源码：
public class HandlerThread extends Thread {
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
synchronized (this) {
mLooper = Looper.myLooper();
notifyAll();
}
Process.setThreadPriority(mPriority);
onLooperPrepared();
Looper.loop();
}
哦，原来如此。HandlerThread就是一个封装了Looper的Thread类。
就是为了让我们在子线程里面更方便的使用Handler。
这里的加锁就是为了保证线程安全，获取当前线程的Looper对象，获取成功之后再通过notifyAll方法唤醒其他线程，那哪里调用了wait方法呢？
public Looper getLooper() {
if (!isAlive()) {
return null;
}
// If the thread has been started, wait until the looper has been created.
synchronized (this) {
while (isAlive() && mLooper == null) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
return mLooper;
}
就是getLooper方法，所以wait的意思就是等待Looper创建好，那边创建好之后再通知这边正确返回Looper。
IntentService是啥？有什么使用场景？
老规矩，直接看源码：
public abstract class IntentService extends Service {
private final class ServiceHandler extends Handler {
public ServiceHandler(Looper looper) {
super(looper);
}
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
onHandleIntent((Intent)msg.obj);
stopSelf(msg.arg1);
}
}
@Override
public void onCreate() {
super.onCreate();
HandlerThread thread = new HandlerThread("IntentService[" + mName + "]");
thread.start();
mServiceLooper = thread.getLooper();
mServiceHandler = new ServiceHandler(mServiceLooper);
}
@Override
public void onStart(@Nullable Intent intent, int startId) {
Message msg = mServiceHandler.obtainMessage();
msg.arg1 = startId;
msg.obj = intent;
mServiceHandler.sendMessage(msg);
}
理一下这个源码：
- 首先，这是一个
Service - 并且内部维护了一个
HandlerThread，也就是有完整的Looper在运行。 - 还维护了一个子线程的
ServiceHandler。 - 启动Service后，会通过Handler执行
onHandleIntent方法。 - 完成任务后，会自动执行
stopSelf停止当前Service。
所以，这就是一个可以在子线程进行耗时任务，并且在任务执行后自动停止的Service。
BlockCanary使用过吗？说说原理
BlockCanary是一个用来检测应用卡顿耗时的三方库。
上文说过，View的绘制也是通过Handler来执行的，所以如果能知道每次Handler处理消息的时间，就能知道每次绘制的耗时了？那Handler消息的处理时间怎么获取呢？
再去loop方法中找找细节：
public static void loop() {
for (;;) {
// This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
Printer logging = me.mLogging;
if (logging != null) {
logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
msg.callback + ": " + msg.what);
}
msg.target.dispatchMessage(msg);
if (logging != null) {
logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
}
}
}
可以发现，loop方法内有一个Printer类，在dispatchMessage处理消息的前后分别打印了两次日志。
那我们把这个日志类Printer替换成我们自己的Printer，然后统计两次打印日志的时间不就相当于处理消息的时间了？
Looper.getMainLooper().setMessageLogging(mainLooperPrinter);
public void setMessageLogging(@Nullable Printer printer) {
mLogging = printer;
}
这就是BlockCanary的原理。
具体介绍可以看看作者的说明：http://blog.zhaiyifan.cn/2016/01/16/BlockCanaryTransparentPerformanceMonitor/
说说Hanlder内存泄露问题。
这也是常常被问的一个问题，Handler内存泄露的原因是什么？
"内部类持有了外部类的引用，也就是Hanlder持有了Activity的引用，从而导致无法被回收呗。"
其实这样回答是错误的，或者说没回答到点子上。
我们必须找到那个最终的引用者，不会被回收的引用者，其实就是主线程，这条完整引用链应该是这样：
主线程 —> threadlocal —> Looper —> MessageQueue —> Message —> Handler —> Activity
具体分析可以看看我之前写的这篇文章：https://juejin.cn/post/6909362503898595342
利用Handler机制设计一个不崩溃的App？
主线程崩溃，其实都是发生在消息的处理内，包括生命周期、界面绘制。
所以如果我们能控制这个过程，并且在发生崩溃后重新开启消息循环，那么主线程就能继续运行。
Handler(Looper.getMainLooper()).post {
while (true) {
//主线程异常拦截
try {
Looper.loop()
} catch (e: Throwable) {
}
}
}
还有一些特殊情况处理，比如onCreate内发生崩溃，具体可以看看文章
《能否让APP永不崩溃》https://juejin.cn/post/6904283635856179214
总结
大家应该可以发现，有一个问题常被问，但是全篇都没有提，那就是：
Hanlder机制的运行原理。
之所以不提这个问题，是因为要回答好这个问题需要大量知识储备，希望屏幕前的你在读完这篇之后，再结合自己的知识库，形成自己的“完美答案”。
Hanlder，I Got it！
参考
《Android开发艺术探索》
https://www.zhihu.com/question/34652589
https://segmentfault.com/a/1190000003063859
https://juejin.cn/post/6844904150140977165
https://juejin.cn/post/6893791473121280013
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