要点

难点：

MQ 的 next() 方法，enqueueMessage() 方法，因为它们与 Native 层的 Looper 和 MQ 关联。

重点：

消息如何分发

next() 方法

如何退出

Handler 与线程对应起来的原理

题目

Handler 实现机制（很多细节需要关注：如线程如何建立和退出消息循环等等）

关于 Handler，在任何地方 new Handler 都是什么线程下?

Handler 发消息给子线程，looper 怎么启动?

在子线程中创建 Handler 报错是为什么?

如何在子线程创建 Looper?

为什么通过 Handler 能实现线程的切换?

Handler 机制中有 4 个主要的对象：Handler、Message、MessageQueue 和 Looper. Handler 负责消息的发送和处理；Message 是消息对象，类似于链表的一个结点；MessageQueue 是消息队列，用于存放消息对象的数据结构；Looper 是消息队列的处理者（用于轮询消息队列的消息对象，取出后回调 handler 的 dispatchMessage() 进行消息的分发，dispatchMessage() 方法会回调 handleMessage() 方法把消息传入，由 Handler 的实现类来处理。）

当我们在某个线程当中调用 new Handler() 的时候会使用当前线程的 Looper 创建 Handler. 当前线程的 Looper 存在于线程局部变量 ThreadLocal 中。在使用 Handler 之前我们需要先调用 Looper.prepare() 方法实例化当前线程的 Looper，并将其放置到当前线程的线程局部变量中（只放一次，以后会先从 TL 中获取再使用，此时会调用 Looper 的构造方法，并在构造方法中初始化 MQ），然后调用 Looper.loop() 开启消息循环。主线程也是一样，只是主线程的 Looper 在 ActivityThread 的 main() 方法中被实例化。我们可以使用 Looper.getMainLooper() 方法来获取主线程的 Looper，并使用它来创建 Handler，这样我们就可以在任何线程中向主线程发送消息了。

    Looper.prepare(); // 内部会调用 Looper 的 new 方法实例化 Looper 并将其放进 TL

    new Handler().post(() -> /* do something */);

    Looper.loop();

当实例化 Looper 的时候会同时实例化一个 MessageQueue，而 MessageQueue 同时又会调用 Native 层的方法在 Native 层实例化一个 MessageQueue 还有 Looper. Java 层的 Looper 和 Native 层的 Looper 之间使用 epoll 进行通信。当调用 Looper 的 loop() 方法的时候会启动一个循环来对消息进行处理。Java 层的 MQ 中没有消息的时候，Native 层的 Looper 会使其进入睡眠状态，当有消息到来的时候再将其唤醒起来处理消息，以节省 CPU.

在 Looper 的 loop() 中开启无限循环为什么不会导致主线程 ANR 呢？这是因为 Android 系统本身就是基于消息机制的，所谓的消息就是指发送到主线程当中的消息。之所以产生 ANR 并不是因为主线程当中的任务无限循环，而是因为无限循环导致其他的事件得不到处理。

《Android 消息机制：Handler、MessageQueue 和 Looper》

handler内存泄漏及解决办法：如果 Handler 不是静态内部类，Handler 会持有 Activity 的匿名引用。当 Activity 要被回收时，因为 Handler 在做耗时操作没有被释放，Handler Activity 的引用不能被释放导致 Activity 没有被回收停留在内存中造成内存泄露。

解决方法是：1). 将 Handler 设为静态内部类；2). 使 Handler 持有 Activity 的弱引用；3). 在 Activity 生命周期 onDestroy() 中调用 Handler.removeCallback() 方法。

为什么不能在子线程中访问 UI？

Android 中的控件不是线程安全的，之所以这样设计是为了：1).设计成同步的可以简化使用的复杂度；2).可以提升控件的性能（异步加锁在非多线程环境是额外的开销）。

Handler.post() 的逻辑在哪个线程执行的，是由 Looper 所在线程还是 Handler 所在线程决定的？（这里的 Handler 所在的线程指的是调用 Handler 的 post() 方法时 Handler 所在的线程）

Handler 的 post()/send() 的原理？

Handler 的 post() 和 postDelayed() 方法的异同？

post() 方法所在的线程由 Looper 所在线程决定的；最终逻辑是在 Looper.loop() 方法中，从 MQ 中拿出 Message，并且执行其逻辑。这是在 Looper 中执行的。因此由 Looper 所在线程决定。

不论你调用 send() 类型的方法还是 post() 类型的方法，最终都会调用到 sendMessageAtTime() 方法。post() 和 postDelay() 的区别在于，前者使用当前时间，后者使用当前时间+delay 的时间来决定消息触发的时间。最终方法的参数都将被包装成一个 Message 对象加入到 Handler 对应的 Looper 的 MQ 中被执行。

Looper 和 Handler 一定要处于一个线程吗？子线程中可以用 MainLooper 去创建 Handler吗？

Looper 和 Handler 不需要再一个线程中，默认的情况下会从 TL 中取当前线程对应的 Looper，但我们可以通过显式地指定一个 Looper 的方式来创建 Handler. 比如，当我们想要在子线程中发送消息到主线程中，那么我们可以

Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper());

Handler.post() 方法发送的是同步消息吗？可以发送异步消息吗？

用户层面发送的都是同步消息，不能发送异步消息；异步消息只能由系统发送。

MessageQueue.next() 会因为发现了延迟消息，而进行阻塞。那么为什么后面加入的非延迟消息没有被阻塞呢？

MessageQueue.enqueueMessage() 方法的原理，如何进行线程同步的？

MessageQueue.next() 方法内部的原理？

next() 是如何处理一般消息的？

next() 是如何处理同步屏障的？

next() 是如何处理延迟消息的？

调用 MessageQueue.next() 方法的时候会调用 Native 层的 nativePollOnce() 方法进行精准时间的阻塞。在 Native 层，将进入 pullInner() 方法，使用 epoll_wait 阻塞等待以读取管道的通知。如果没有从 Native 层得到消息，那么这个方法就不会返回。此时主线程会释放 CPU 资源进入休眠状态。

当我们加入消息的时候，会调用 MessageQueue.enqueueMessage() 方法，添加完 Message 后，如果消息队列被阻塞，则会调用 Native 层的 nativeWake() 方法去唤醒。它通过向管道中写入一个消息，结束上述阻塞，触发上面提到的 nativePollOnce() 方法返回，好让加入的 Message 得到分发处理。

MessageQueue.enqueueMessage() 使用 synchronized 代码块去进行同步。

资料：Android 中的 Handler 的 Native 层研究

Handler 的 dispatchMessage() 分发消息的处理流程？

使用 Handler 的时候我们会覆写 Handler 的 handleMessage() 方法。当我们调用该 Handler 的 send() 或者 post() 发送一个消息的时候，发送的信息会被包装成 Message，并且将该 Message 的 target 指向当前 Handler，这个消息会被放进 Looper 的 MQ 中。然后在 Looper 的循环中，取出这个 Message，并调用它的 target Handler，也就是我们定义的 Handler 的 dispatchMessage() 方法处理消息，此时会调用到 Handler 的 handleMessage() 方法处理消息，并回调 Callback.

Handler 为什么要有 Callback 的构造方法？

当 Handler 在消息队列中被执行的时候会直接调用 Handler 的 dispatchMessage() 方法回调 Callback.

Handler构造方法中通过 Looper.myLooper() 是如何获取到当前线程的 Looper 的？

从 TL 中获取

MessageQueue 中底层是采用的队列？

是单链表，不是队列

Looper 的两个退出方法？

quit() 和 quitSafely() 有什么区别

子线程中创建了 Looper，在使用完毕后，终止消息循环的方法？

quit() 和 quitSafely() 的本质是什么？

quit() 和 quitSafely() 的本质就是让消息队列的 next() 返回 null，以此来退出Looper.loop()。

quit() 调用后直接终止 Looper，不在处理任何 Message，所有尝试把 Message 放进消息队列的操作都会失败，比如 Handler.sendMessage() 会返回 false，但是存在不安全性，因为有可能有 Message 还在消息队列中没来的及处理就终止 Looper 了。

quitSafely() 调用后会在所有消息都处理后再终止 Looper，所有尝试把 Message 放进消息队列的操作也都会失败。

    public void quit() {

        mQueue.quit(false);

    }

    public void quitSafely() {

        mQueue.quit(true);

    }

    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(); // 把所有延迟消息清除

            else      removeAllMessagesLocked();  // 直接把消息队列里面的消息清空

            nativeWake(mPtr);

        }

    }

Looper.loop() 在什么情况下会退出？

1).next() 方法返回的 msg == null；2).线程意外终止。

Looper.loop() 的源码流程?

获取到 Looper 和消息队列；

for 无限循环，阻塞于消息队列的 next() 方法；

取出消息后调用 msg.target.dispatchMessage(msg) 进行消息分发。

Looper.loop() 方法执行时，如果内部的 myLooper() 获取不到Looper会出现什么结果?

异常

Android 如何保证一个线程最多只能有一个 Looper？如何保证只有一个 MessageQueue

通过保证只有一个 Looper 来保证只有以一个 MQ. 在一个线程中使用 Handler 之前需要使用 Looper.prepare() 创建 Looper，它会从 TL 中获取，如果发现 TL 中已经存在 Looper，就抛异常。

Handler 消息机制中，一个 Looper 是如何区分多个 Handler 的？

根据消息的分发机制，Looper 不会区分 Handler，每个 Handler 会被添加到 Message 的 target 字段上面，Looper 通过调用 Message.target.handleMessage() 来让 Handler 处理消息。

最后

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