Handler——小白能懂的原理,老鸟需要的面经

1.机制学习

1.1Handler定义

发送并处理与线程的消息队列关联的Message和Runnable

1.2基本用法

1、Message.obtain() 从消息池取得Message

2、Handler().sendMessage(msg) 发送消息

3、Handler().post 将Runnable包装成Message发送

以下提供一个结构代码

import android.os.Handler;  
import android.os.Message;

public class HandlerTestActivity extends AppCompatActivity {

    private Handler mHandler = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            switch(msg.what) {
                case 1:
                    // do something
                    break;
            }
        }
    };
    
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_handler_test);
        
        // message形式
        sendMessage();
        // Runnable形式
        postRunnable();
    }
    
    private void sendMessage() {
        Message msg = Message.obtain();  
        msg.what = 1;  
        mHandler.sendMessage(msg);
    }
    
    private void postRunnable() {
        mHandler.post(new Runnable() {  
            @Override  
            public void run() {  
              // do something
            }  
        });
    }
}

1.3相关类

Message是Handler发送的消息实体

MessageQueue是用来将消息按顺序排队的队列

Looper本质就是一个循环，不停的从MessageQueue中取出消息然后处理

1.4Handler内部运行机制

首先，创建一个Message开始的，交给Handler对象发送,sendMessage和sendMessageDelay最终都是在底层调用了sendMessageAtTime()方法，将Message对象放入MessageQueue中的。
之后，由Looper的loop()循环从MessageQueue中取出Message对象，调用message.getTarget()获取到发送消息的Handler对象，然后再调用handler.dispatchMessage()方法将信息分发给对应handler执行。
最后，Handler在dispatchMessage()方法中判断是否有callback 存在，存在则执行callback的onMessageHandler()，最终交由Message.callback执行；否则则执行handler的onMessageHandler()方法。

1.5消息队列MessageQueue存储方式

单链表结构，逻辑上属于线性结构，存储（物理）上属于链式结构

头尾元素易于添加和删除

随机存储，顺序访问

2.面试问题经验总结

Handler的实现原理： Handler内部通过与Looper和MessageQueue的配合，实现了消息处理和线程间通信的功能。
子线程中能不能直接new一个Handler，为什么主线程可以： 子线程中不能直接new一个Handler，因为子线程默认没有Looper，而Handler的构造函数中需要传入一个Looper对象。主线程可以是因为主线程默认有与之关联的Looper。
主线程的Looper第一次调用loop方法，什么时候，哪个类： 主线程的Looper第一次调用loop方法是在ActivityThread类的main方法中。
Handler导致的内存泄露原因及其解决方案： Handler持有外部类的引用可能导致内存泄露，解决方案可以使用弱引用或者在不需要Handler时及时removeCallbacksAndMessages(null)。
一个线程可以有几个Handler，几个Looper，几个MessageQueue对象： 一个线程可以有多个Handler，但通常只有一个Looper和一个MessageQueue对象。
Message对象创建的方式有哪些 & 区别？Message.obtain()怎么维护消息池的： Message对象的创建方式包括new Message()和Message.obtain()，区别在于Message.obtain()会从消息池中获取Message对象，维护消息池是通过一些静态方法来实现的。
Handler有哪些发送消息的方法： Handler的发送消息的方法包括sendMessage(Message msg)、sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)、sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)等。
Handler的post与sendMessage的区别和应用场景： post方法是sendMessage方法的封装，post方法会自动将Runnable包装成Message对象发送，适用于不需要传递消息数据的情况。
handler postDealy后消息队列有什么变化，假设先 postDelay 10s, 再postDelay 1s, 怎么处理这2条消息： 先postDelay 10s的消息会在消息队列中排在先，后postDelay 1s的消息会在其后。
MessageQueue是什么数据结构： MessageQueue是一个基于链表的数据结构，用于存储消息队列。
Handler怎么做到的一个线程对应一个Looper，如何保证只有一个MessageQueue： Handler内部通过ThreadLocal来实现一个线程对应一个Looper，并保证只有一个MessageQueue。
ThreadLocal在Handler机制中的作用： ThreadLocal在Handler机制中用于存储每个线程对应的Looper对象。
IdleHandler及其使用场景： IdleHandler是一种回调接口，可以在消息队列空闲时执行特定操作，常用于在UI线程空闲时执行一些耗时操作。
消息屏障、同步屏障机制： 消息屏障是指通过发送特殊的同步消息来控制消息处理的顺序，同步屏障机制用于保证一组消息按照指定的顺序执行。
子线程能不能更新UI： 子线程不能直接更新UI，必须通过Handler或者其他线程间通信的方式在主线程中更新UI。
为什么Android系统不建议子线程访问UI： 因为Android中UI操作必须在主线程中进行，子线程直接操作UI可能导致UI线程安全问题。
Android中为什么主线程不会因为Looper.loop()里的死循环卡死： 主线程中Looper.loop()里的死循环会不断从消息队列中取出消息进行处理，不会导致主线程卡死。
Looper.quit/quitSafely的区别： quit方法会立即终止消息循环，quitSafely会等待消息处理完毕后再退出。
通过Handler如何实现线程的切换： 可以在Handler的构造函数中传入指定的Looper对象来实现线程的切换。
Handler如何与Looper关联： Handler的构造函数中需要传入一个Looper对象来与之关联。
Looper如何与Thread关联： Looper是通过ThreadLocal来与线程关联的。
Looper.loop()源码： Looper.loop()方法是一个无限循环，不断从消息队列中获取消息并分发处理。
MessageQueue的enqueueMessage()方法如何进行线程同步的： enqueueMessage()方法内部使用了锁来实现线程同步。
MessageQueue的next()方法内部原理： next()方法会阻塞等待消息到来，然后返回消息给Looper进行处理。
子线程中是否可以用MainLooper去创建Handler，Looper和Handler是否一定处于一个线程： 子线程中不能使用MainLooper创建Handler，Looper和Handler通常是处于同一个线程中。
ANR和Handler的联系： 如果在主线程中有耗时操作没有及时处理，会导致ANR，通过Handler可以将耗时操作放到子线程中执行，避免ANR的发生。