Android 面试中常问到的那些 Handler 面试题

Posted 2021-11-25 冬天的毛毛雨

Handler通常都会面被问到这几个问题

• 1.一个线程有几个Handler?
• 2.一个线程有几个Looper?如何保证?
• 3.Handler内存泄漏原因?
• 4.子线程中可以new Handler吗?
• 5.子线程中维护的Looper,消息队列无消息的时候的处理方案是什么?有什么用?主线程呢?
• 6.既然可以存在多个Handler往MessageQueue中添加数据(发消息时各个Handler可能处于不同线程)，那它内部是如何确保线程安全的?取消息呢?
• 7.我们使用Message时应该如何创建它

Handler的流程

这是我在网上看到的一张图，很形象的体现Handler的工作流程，也说明了Handler几个关键类之间的关系

Handler 只负责将message放到MessageQueue，然后再从MessageQueue取出message发送出去

MessageQueue 就是传送带，上面一直传送的许多message

Looper 就是传送带的轮子，他带动这MessageQueue一直跑动

Thread 就是动力，要是没有线程，整个传送都不会开始，并且Looper还提供了一个开关给Thread，开启才会传送

MessageQueue 和 Message

添加消息

只要你使用handler发送消息，最后都会走到handler#enqueueMessag
然后调用MessageQueue#enqueueMessage，可以看到方法需要传入一个Message的

handler#enqueueMessage

MessageQueue#enqueueMessage

而且MessageQueue里面还存放了一个mMessage变量，有什么作用呢，让我们先来看一下Message 是什么

Message就是我们所发送的一个个消息体，而在这个类中
可以看到，一个Message变量里，又存放一个Message叫做next，存放下一个Message的，这又有啥用呢

再次回到MessageQueue#enqueueMessage，看一看这些变量到底有什么作用

首先第一个msg1进入时，p = mMessage = null，所以进入第一个if语句
所以msg1.next = p = null，mMessage = msg1

而第二个msg2进入时，假设msg2的执行时间when是在msg1之后的，
此时p = mMessage = msg1，而when(msg2.when) > p.when(msg1.when)
则if语句就不成立了,会进入else语句的for循环

此时的prev = p = mMessage = msg1，
而p = p.next(p就是msg1，msg1.next = null)，此时的p就为null
所以break出去后，for循环也结束了

最后两句就是做了下图的操作
msg2.next = p = null
prev.next（msg1.next） = msg2

结构就像这样，通过这样的赋值操作，这样就形成了一个链表结构
所以MessageQueue就相当于是一个仓库，里面存放着由许许多多的Message组成的链条

取消息

取消息的方法是MessageQueue#next()方法，里面的代码先不做分析，
我们知道发送消息是handler调用的
那么取消息是谁调用的呢

根据一开始的图很容易知道，是Loop#loop()调用了该方法
而在这个方法拿到msg后 会调用 msg.target.dispatchMessage(msg)将消息发送出去，这里的msg.target 就是 handler


所以他们形成了这样一种模式，一种生产者消费者模型

也就是说要调用Looper.loop()才会取出消息去分发，但是我们再主线程的时候，都是直接使用Handler，是哪里帮我们调用了Looper.loop()函数呢，直接看到主线程的main函数就能看到，也就是说app一启动，主线程就帮我们调用了Looper.loop()函数

知道流程后，回到一开始的问题

1.一个线程有几个Handler?

这个问题其实不用说都知道，难道主线程不能使用多个Handler吗

2.一个线程有几个Looper?如何保证?

答案很简单，一个线程只有一个Looper，但是怎么保证的呢？

我们先来看看Looper是怎么创建的，是谁创建的
可以看到，Looper的构造函数只在prepare这里使用过，而且系统也有提示我们，

但是Looper存放在了sThreadLocal变量中，所以先看看sThreadLocal是什么
查阅到就是Looper中的一个静态变量的ThreadLocal类，好像看不出什么

那就进入sThreadLocal.set(Looper)方法看一下

• 1.可以看到set方法中，首先获取了当前线程，则prepare() --> set() --> 当前线程
  也就是说，Thread1调用prepare方法，获取的当前线程也就是Thread1，不可能为其他线程。

• 2.然后通过getMap(当前线程)获得ThreadLocalMap,也就是说Thead和ThreadLocalMap有关系。也可以看到Thread中有ThreadLocalMap的变量

• 3.最后将this(当前ThreadLocal)与传入的Looper保存在ThreadLocalMap中

• 4.ThreadLocalMap就是一个保存<key,value>键值对的

所以看一下 Thread，ThreadLocalMap，ThreadLocal，Looper的关系

所以这里保证了一个Thread对应一个ThreadLocalMap，而ThreadLocalMap又保存这该Thread的ThreadLocal。问题来了<key,vaule>中key是唯一的，但是value是可以代替的，怎么能做到<ThreadLocal,Looper>保存之后Looper不会被代替呢

再回到prepare函数，可以看到在new Looper之前，还有一个get()操作

get函数做了一个操作，就是查看当前Thread对应的ThreadLocal，在ThreadLocalMap有没有值，有值则在prepare抛出异常
也就是说，prepare在一个线程中，只能够调用一次，也就保证了Looper只能生成一次，也就是唯一的

3.Handler内存泄漏原因?

我们知道，handler不能作为内部类存在，不然有可能会导致内存泄漏。为什么其他内部类不会呢？

通过java语法我们知道：匿名内部类持有外部类的对象
比如这个，handler是持有HandlerActivity的，不然也不能够调用到其中的方法，而系统是直接帮我们省略了HandlerActivity.this部分的

这就表示**Handler ---持有--> this.Activity --持有--> Activity的一切内容 = 大量内存**

首先我们知道，一个message是通过handler发送的，然后MessageQueue会保存

也就是说 MessageQueue ---持有--> message

接着我们再看看handler#enqueueMessage，我认为红框就是造成内存泄漏的最主要原因，我们通过代码可以看到 message.traget = this

这就意味着 message ---持有--> Handler对象

将三条链路拼接在一起 MessageQueue ---持有--> message ---持有--> Handler对象 ---持有--> this.Activity --持有--> Activity的一切内容 = 大量内存

当Handler发送了一个延迟10s的message。但是5s的时候，Activity销毁了。
此时的message是没有人处理的，即使他已经从MessageQueue扔出去了，但是Activity销毁了没人接收，也就是说这个message一只存在，则上面的这条链路是一只存在的。所以这持有的大量内存一直没人处理，虚拟机也会认为你这块内存是被持有的，他不会回收，就这样造成了内存泄漏。

所以说，Handler的内存泄漏，是说是因为匿名内部类是不够全面的

4.子线程中可以new Handler吗?

答案是可以的。
主线程和子线程都是线程，凭啥子线程不行呢，而且看了这么多代码也没看到什么地方必须要做主线程执行的方法。

下面用一段代码演示一下怎么在子线程创建Handler
首先要自定义自己的线程，在线程中创建出自己的Looper

然后再将子线程的Looper传给Handler，这样创建的Handler就是子线程的了

但是这样写会有问题吗，显然是有的

我们知道子线程是异步的，而在子线程生成和获取Looper，你怎么知道他什么时候能创建好，怎么知道在Handler创建时，Looper是有值的呢？这一下变成了线程同步问题了，很简单，线程同步就加锁呗。实际上，系统已经写好了一个能在子线程创建Handler的 HandlerThread

可以看到总体还是和我们自己写的差不多的，不过在自己获取Looper和暴露给外界获取Looper加上了锁

也就是说，如果我们在looper还没创建出来时调用getLooper会执行wait()，释放锁且等待

直到run方法拿到锁之后，获取到Looper后去notiftAll()唤醒他
这样就能保证在Handler创建时，Looper是一定有的

5.子线程中维护的Looper,消息队列无消息的时候的处理方案是什么?有什么用?主线程呢?

我们知道Looper会帮我们在MessageQueue里面取消息，当MessageQueue没有消息了，Looper会做什么呢

首先看到获取消息的next()方法，他会调用到native层的方法nativePollOnce，当nativePollOnce取不到消息时，他就会让线程等待

所以此时的Looper.loop()方法中，系统也提示我们，会在这里阻塞住
而Looper.loop()是在子线程的run中运行的，要是一直没消息，他就会一直阻塞，run方法一直没办法结束，线程也没办法释放，就会造成内存泄露了

所以Looper给我们提供了一个方法quitSafely，而他会调用到MessageQueue的方法

他会让mQuitting = true;,接着清除message，接着nativeWake, 这与nativePollOnce是一对的，他会唤醒nativePollOnce继续执行

所以quitSafely后，next()方法会继续，因为msg = null，mQuitting = true，导致next()直接返回 null

然后再看调用next()方法的Looper.loop()，msg为null后直接return，for循环退出，loop方法也结束了。这样线程也能得到释放了

6.既然可以存在多个Handler往MessageQueue中添加数据(发消息时各个Handler可能处于不同线程)，那它内部是如何确保线程安全的?取消息呢?

我们知道Looper创建时，会创建一个MessageQueue，且是唯一对应的
这也就说明一个Thread，Looper，MessageQueue都是唯一对应的关系

那么在添加消息时，synchronized (this) 的this 就是MessageQueue，而根据对应关系，这里加锁，其实就等于锁住了当前线程。就一个线程内算多个Handler同时添加消息，他们也会被锁限制，从而保证了消息添加的有序性，取消息同理

7.我们使用Message时应该如何创建它

不知道你们有没有人使用new Message()去创建消息。虽然是可以的，但是如果疯狂的new Message，你每new一个，就占用一块内存，会占用大量的内存和内存碎片

系统也提供了新建Message的方法，发现还是new Message()，那又有什么不同呢。
不同的就是sPool，他也是一个Message变量

我们回到Looper，没处理完一个消息后，他会调用Message的方法

而这个方法就是将当前的Message的所有参数清空，变成一个空的Message对象，然后放到sPool中去。等你一下需要Message变量时，他就可以重复里面

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