Android异步消息机制详解

Z时代
2024-01-10
分类：综合

Android中的异步消息机制分为四个部分：Message、Handler、MessageQueue和Looper。

其中，Message是线程之间传递的消息，其what、arg1、arg2字段可以携带整型数据，obj字段可以携带一个Object对象。

Handler是处理者，主要用于发送消息和处理消息。发送消息的方法是sendMessage；处理消息的方法是handleMessage()，Message字段携带的信息在该方法中用作判别。

MessageQueue是消息队列，存放所有Handler发送的消息。

Looper是消息队列的“管家”，将消息从消息队列中一条条取出，并分派到Handler的handleMessage()方法中。

异步消息处理的流程为：

①首先，需要在主线程中创建一个Handler对象，并重写handleMessage()方法。

②当子线程处理完耗时操作，需要将处理结果反馈到UI中时，先创建一个Message对象，并让其what字段携带一个int值，然后通过Handler对象发送出去。

③之后该消息会被添加到MessageQueue中等待被处理，而Looper会一直尝试从MessageQueue中取出待处理消息，最后分发回Handler对象中的handleMessage()方法中。由于Handler对象是在主线程中创建的，所以可以在handleMessage()方法中安心地进行UI操作。

通过一个例子来验证一下：活动MainActivity中有一个按钮和一个TextView。TextView初始化显示“Hello World!”，之后点击按钮，进行耗时操作；耗时操作结束后，TextView显示“Nice to meet you”。根据以上的分析，我无比自然地写出了以下代码：


package com.shaking.androidthreadtest;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;
public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener{
 private static final int UPDATE_TEXT=1;
 private String data;
 private TextView textView;
 private Handler handler=new Handler(){
 @Override
 public void handleMessage(Message msg) {
  switch (msg.what){
  case UPDATE_TEXT:
   textView.setText(data);
  }
 }
 };
 @Override
 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
 super.onCreate(savedInstanceState);
 setContentView(R.layout.main_layout);
 Button button=findViewById(R.id.button);
 textView=findViewById(R.id.text_view);
 button.setOnClickListener(this);
 }
 @Override
 public void onClick(View view) {
 new Thread(new Runnable() {
  @Override
  public void run() {
  //假设此处进行了耗时操作，最终得到结果字符串data
  data="Nice to meet you";
  Message message=new Message();
  message.what=UPDATE_TEXT;
  handler.sendMessage(message);
  }
 }).start();
 }
}

首先，这么写，是肯定没有错误的！程序也可以正常运行。但是IDE给出了警告：“This Handler class should be static or leaks might occur”。

这个警告的意思是：我们使用Handler这个类时，应该将其声明为静态，否则会导致内存泄露。

那么，为什么会发生内存泄露呢？原因是：

第一：当我们通过Handler对象的sendMessage()方法发送一个Message对象时，该Message对象持有对该Handler对象的引用（正是依靠这个引用，Looper在消息队列中取出该Message对象后，才能准确地将该Message对象分派回该Handler对象！）。

第二，我们在主线程中创建Handler对象时，为了重写其handleMessage()方法，使用了匿名内部类的方式来创建该Handler对象。而匿名内部类和非静态内部类都是隐性地持有一个对外部类的引用！所以，该Handler对象持有外部类MainActivity的引用。

以上两个结合在一起，问题就来了：Message对象持有Handler对象引用，Handler对象持有MainActivity的引用。所以，MainActivity该活动永远无法被内存回收，直到Message被回收为止！如果Message对象在子线程中被发送至消息队列，然后一直没有被处理，该活动所在的主线程也会一直挂着，而不会被内存回收。所以，会导致内存泄露。

知道了原因，那么解决方法是什么？其实之前的警告，已经给出了解决方案。那就是通过静态内部类的方式创建Handler对象，因为静态内部类不会持有对外部类对象的引用。

这时候，我又自然而然地创建一个静态内部类，继承自Handler类，然后重写其handleMessage方法。


private static class MyHandler extends Handler{
 @Override
 public void handleMessage(Message msg) {
 }
 }

但是，此处又出现了一个问题！如果我不持有对外部类的引用了，那么我怎么使用外部类的方法和对象？毕竟我是要在handleMessage()方法中进行UI操作的。

对于这种使用了静态内部类来避免内存泄露，同时又需要调用外部类的方法的情况：可以使用弱引用！即我们在该内部类中声明一个对外部类对象的弱引用。这样即可以调用外部类的方法，又不会导致内存泄露。

具体修改后的代码，如下：


package com.shaking.androidthreadtest;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;
import java.lang.ref.WeakReference;
public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener{
 private static final int UPDATE_TEXT=1;
 private String data;
 private TextView textView;
 private static class MyHandler extends Handler{
 //使该内部类持有对外部类的弱引用
 private WeakReference<MainActivity> weakReference;
 //构造器中完成弱引用初始化
 MyHandler(MainActivity activity){
  weakReference=new WeakReference<>(activity);
 }
 @Override
 public void handleMessage(Message msg) {
  //通过弱引用的get()方法获得外部类对象的引用
  MainActivity activity=weakReference.get();
  activity.textView.setText(activity.data);
 }
 }
 //创建Handler对象
 private MyHandler handler=new MyHandler(this);
 @Override
 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
 super.onCreate(savedInstanceState);
 setContentView(R.layout.main_layout);
 Button button=findViewById(R.id.button);
 textView=findViewById(R.id.text_view);
 button.setOnClickListener(this);
 }
 @Override
 public void onClick(View view) {
 new Thread(new Runnable() {
  @Override
  public void run() {
  //假设此处进行了耗时操作，最终得到结果字符串data
  data="Nice to meet you";
  Message message=new Message();
  message.what=UPDATE_TEXT;
  handler.sendMessage(message);
  }
 }).start();
 }
}