Handler的几个常见问题

记录一下对Handler中常见的几个问题的理解

  • 1、Handler内存泄漏原因以及解决方案
  • 2、为什么不能在子线程创建Handler
  • 3、new Handler()两种写法的区别
  • 4、ThreadLocal用法和原理
问题1:Handler内存泄漏原因以及解决方案

这个问题是面试的时候高频考点,什么场景下会内存泄漏?造成的原因是什么?如何解决?
通过下面这个例子来模拟一下Handler引起内存泄漏场景

public class HandlerTestActivity extends AppCompatActivity {

    private Handler mHandler = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            startActivity(new Intent(HandlerTestActivity.this, LoginActivity.class));
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_handler_test);
        test();
    }

    private void test() {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                Message msg = new Message();
                //模拟网络请求等耗时操作,休眠3秒的时候双击返回键销毁当前activity
                SystemClock.sleep(3000);
                msg.what = 1;
                mHandler.sendMessage(msg);
            }
        }).start();
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        if (mHandler != null) {
            mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);
        }
        Log.d("test", "activity 执行 onDestroy");
    }
}

上面这段代码在子线程调用了SystemClock.sleep(3000)模拟了一些网络请求等耗时操作场景,在这3秒期间按下系统返回键销毁当前activity并成功执行了onDestroy方法清理handler的message和callback,应用退出回到桌面
按理说activity被销毁,三秒之后并不会执行handler.sendMessage,也不会再执行handleMessage里面的跳转业务。但是现实是3秒后又从桌面执行了handleMessage回调里面的跳转业务,也是就activity虽然执行了onDestory方法,但是并没有被回收

原因分析

分析Handler.class源码,当执行hanlder.sendMessage()等发送message方法,它最终都是通过enqueueMessage()这个方法将message发送到messageQueue中

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

而enqueueMessage()这个方法第一句是msg.target = this,target是Message的Handler类型的成员变量,从这一步就把handler传递到了message中,Message中对target定义如下

public final class Message implements Parcelable {
   ...
    /*package*/ Handler target;
  ...
  }
结论:非静态内部类持有了外部类引用

实际上这一个流程下来Message持有了Handler的引用,而Handler又持有了Activity的引用,虽然在Activity的onDestroy方法中执行了handler.removeCallbacksAndMessages置空方法,通过该方法移除messageQueue中的message,,但是因为此时还并未执行handler.sendMessage(),message还没有入队,在队列中并不能找到message并把它移除

/**
     * Remove any pending posts of messages with code 'what' and whose obj is
     * 'object' that are in the message queue.  If <var>object</var> is null,
     * all messages will be removed.
     */
    public final void removeMessages(int what, Object object) {
        mQueue.removeMessages(this, what, object);
    }

    /**
     * Remove any pending posts of callbacks and sent messages whose
     * <var>obj</var> is <var>token</var>.  If <var>token</var> is null,
     * all callbacks and messages will be removed.
     */
    public final void removeCallbacksAndMessages(Object token) {
        mQueue.removeCallbacksAndMessages(this, token);
    }
Handler内存泄漏的解决方案

通过上面的分析,总结出内存泄漏的原因:message持有了handler,而handler持有了activity从而造成activity内存无法释放

  • 解决方案1
    Handler使用静态内部类,对Activity采用弱引用的持有方式
private MyHandler mHandler = new MyHandler(this);

    private static class MyHandler extends Handler {
        private final WeakReference<HandlerTestActivity> mActivity;

        public MyHandler(HandlerTestActivity mActivity) {
            this.mActivity = new WeakReference<>(mActivity);
        }

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            HandlerTestActivity activity = mActivity.get();
            if (activity != null) {
                activity.startActivity(new Intent(activity, LoginActivity.class));
            }
        }
    }
  • 解决方案2
    个人比较推荐这种方法,代码书写简单快速,在Activity执行onDestroy方法的时候置空handler,在调用handler的地方进行非空判断,如果空就不去执行后续操作,那么message也就没有机会持有handler的引用了
private void test() {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                Message msg = new Message();
                //模拟网络请求等耗时操作,休眠3秒的时候双击返回键销毁当前activity
                SystemClock.sleep(3000);
                msg.what = 1;
                if (mHandler != null) {
                    mHandler.sendMessage(msg);
                }
            }
        }).start();
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        if (mHandler != null) {
            mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);
            mHandler = null;
        }
    }
问题2:为什么不能在子线程创建Handler

先分析一下创建Handler的源码过程

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 " + Thread.currentThread()
                        + " that has not called Looper.prepare()");
        }
        mQueue = mLooper.mQueue;
        mCallback = callback;
        mAsynchronous = async;
    }

Handelr的构造方法中Looper.myLooper()初始化了Looper对象

/**
     * Return the Looper object associated with the current thread.  Returns
     * null if the calling thread is not associated with a Looper.
     */
    public static @Nullable Looper myLooper() {
        return sThreadLocal.get();
    }

最终是在ThreadLocal.get()中获取的Looper,而ThreadLocal是把Looper以键值对的性质存储到它的内部类ThreadLocalMap中的,ThreadLocalMap是以线程表示为键Looper为值存的形式

/**
     * Returns the value in the current thread's copy of this
     * thread-local variable.  If the variable has no value for the
     * current thread, it is first initialized to the value returned
     * by an invocation of the {@link #initialValue} method.
     *
     * @return the current thread's value of this thread-local
     */
    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();
    }
结论:

所以在子线程中无法直接创建Handler是因为,ThreadLocalMap<Thread,Looper>无法找到当前线程对应的Looper值,需要调用Looper.prepare,以当前线程为key在LocalThreadMap存储Map值

问题3:new Handler()两种写法的区别

先来看看new Handler()的两种写法

    //写法1
    private Handler mHandler1 = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            
        }
    };

    //写法2
    private Handler mHandler2 = new Handler(new Handler.Callback() {
        @Override
        public boolean handleMessage(Message msg) {
            
            return false;
        }
    });

这两种写法的区别在Handler中的源码可以找到原因,当Looper从队列中获取到message转交给Handler处理时,Handler.dispatchMessage()负责处理消息的转发

 /**
     * Handle system messages here.
     */
    public void dispatchMessage(Message msg) {
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }
            handleMessage(msg);
        }
    }

从dispatchMessage()方法可以看出,如果有回调成员变量,则优先通过回调返回消息,其次在考虑通过方法传递
结论:优先考虑使用接口回调的方式(优先选择),其次再考虑通过方法(备胎)
问题4:ThreadLocal用法和原理
在第三个问题中得出的接了,子线程无法new Handler()是因为在LocalThreadMap中无法找到以当前Thread为Key的Looper为Value值,那马LocalThread是如何保证Looper是唯一的呢?
应用启动会在ActivityThread.main()方法中创建一个全局静态变量Looper,并已当前线程(也就是主线程)为Key,Looper为Value存储在ThreadLocalMap中,流程如下

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

 public static void prepareMainLooper() {
        prepare(false);
        synchronized (Looper.class) {
            if (sMainLooper != null) {
                throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
            }
            sMainLooper = myLooper();
        }
    }
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 void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }

从源码中ThreadLocal. prepare()方法可知,第一次(ActivityThread.mian())调用prepare方法创建Looper在设置到ThreadLocalMap,当其他子线程创建Handler时只是获取当前线程作为key更新ThreadLocalMap的key值,并没有改变Looper的值,这也解释了为什么在一个进程中只有一个Looper和在子线程创建Handle时需要先调用Looper. prepare

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