Android 面试笔记之Handler详解
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2022-04-12 13:16:06
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Android 面试之Handler详解
Handler八个问题
1:一个线程有几个Handler?
可以有多个Handler 发送消息
2:一个线程有几个Looper?如何保证?
2.1：
只能有一个，在创建Handler的时候指定Looper，该Looper创建的线程，就是处理消息的线程
2.2：如何保证？
每一个线程 都有一个ThreadLocal ( 运用了HashMap)，用来保存 线程的 状态，标志位等 上下文环境 （大量的key-value 键值对）
如何保证一个key，只有一个value？
Hash算法 --Hashcode
并且不可修改？
在setLooper之前会检查，对应key的值是否为空，如果不为空，则抛出异常，保证唯一性
static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
Looper.prepare(); -- sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed)); -- map.set(ThreadLocal, value);
因为线程只有 ThreadLocal，所以保证了只能有一个Looper，也保证了<sThreadLocal, Looper> 两者一一对应，又唯一
sThreadLocal 是static final 修饰的，整个app中只有一个，只会初始化一次
2.3：Looper和MessageQueue 什么关系？
MessageQueue是在Looper里进行初始化的，并且是Final修饰的，一旦初始化不可改变 两只一一对应
Thread -- ThreadLocalMap -- <sThreadLocal, Looper> -- Looper --MessageMessage
==>一个Thread 只有一个MessageQueue
==>一个Thread 只有一个Looper
3: Handler内存泄漏原因?为什么其他的内部类没有说过这个问题？
3.1：Handler内存泄漏原因?
内部类持有外部类对象， 为什么Handler会持有外部类对象？
handlerMessage方法中，默认持有MainActivity.this对象
Handler -- this（Activity）
在Message.enqueueMessage的时候，msg.target = handler:
Msg == > 持有 Handler 对象 ==> 持有Activity 对象
eg：如果这个消息一个小时候后执行，那么msg 会一直持有Activity对象，不能被JVM回收
3.2 如何解决泄漏问题？
使用static修饰Handler，软引用 弱引用
3.2.1 static关键字作用？为什么能够解决泄露问题？
静态内部类，是不会持有外部类对象的
3.3：为什么其他的内部类没有说过这个问题？
因为其他内部类不会持有Activity对象
4:为何主线程可以new Handler?如果想要在子线程中new Handler要做些什么准备?
4.1 为何主线程可以new Handler?
因为 ActivityThread当中已经对Handler的Looper进行了 prepare 和 loop方法的调用
4.2 如果想要在子线程中new Handler要做些什么准备?
需要 进行Looper.prepare 以及 loop的调用，并且在初始化Handler的时候，将Looper传入
不过不建议在子线程中进行new Handler，建议使用HandlerThread，已经封装好了
4.2.1 锁
wait and notifyAll：wait--释放锁，并且等待被唤醒 notifyALl--通知之前wait的线程就绪，但不会释放锁，等synchronized代码块执行完，进行释放
内置锁（系统内置的锁）：执行完synchronized代码块，由JVM来解锁
synchronized(object)
synchronized(this)
eg1：
HandlerThread1中两个函数func1，func2
handlerThread1 = new HandlerThread1
两个线程中，分别执行handlerThread1.func1 和 handlerThread1.func2
结论：当线程1执行synchronized(this) 代码块时，线程2 等待
func1() {
synchronized(this)
{
///
}
}
func2() {
synchronized(this)
{
///
}
}
eg2：同上，将两个函数中的synchronized(this) 替换成 synchronized(object)
结论：如果两个线程锁的是同一个object，则相互关联，否则，不影响执行顺序
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？
子线程中消息队列无消息时，睡眠等待，如没有消息，可调用Looper.quit，清空数据
主线程中不允许调用looper.quit函数，为什么？
因为主线程中大量用到了Handler消息处理，比如Activity的启动，UI交互，通信
5.1 MessageQueue 源码分析
数据结构：链表构成的 优先级队列
1.入队的时候，根据执行时间排序，队列满的时候，阻塞，直到用户通过next取消息，通知MessageQueue可以进行入队
2.出队的时候，Looper.loop启动轮询机制，当MessageQueue为空时，队列阻塞，等消息队列调用enqueueMessage时，通知队列可以取出消息，停止阻塞
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?
6.1 因为一个线程中MessageQueue只有一个，在en'queueMessage中运用了锁：synchronized(this)，保证每次只能往队列中放一个，保证了线程安全
6.2 next取消息时，为什么也要用到锁？不是会降低取消息速度吗？
因为要保证，在取消时，没有其他消息插入，取消息跟插入消息不能同时进行
6.3 性能优化--线程
线程并不是越多越好，一般最大是 cpu数量的2倍 + 1
Glide Okhttp都有自己的线程池？如何优化？--公用同一个线程池（使用反射机制，重新对框架的线程池赋值）
7∶我们使用Message时应该如何创建它?
使用obtain，复用--用到了享元设计模式
最大不要超过50个消息
如果不使用obtain，一直new message，会造成 内存抖动==》GC == 》 卡顿
在自定义View中Draw（），也不能使用new，也会造成同样的内存问题
8: Looper死循环为什么不会导致应用卡死
8.1 既然Handler消息诠释Loop来的，为什么没有ANR问题？
之前不是说五秒钟不响应就会出现ANR问题吗？为什么休眠好长时间也不会ANR？
产生ANR的原因不是因为主线程休眠时，而是因为输入事件没有响应，输入事件没有响应就没法唤醒Looper，才加入了五秒限制
8.2 应用在没有消息的时候，是在休眠，释放线程，不会导致应用卡死，卡死是ANR，而Looper是睡眠
思考？ 传送带模式
1.Handler如何实现线程间的跨越？
子线程发送消息，主线程取出消息
子线程：handler.sendMessage-- enqueueMessage-- queue.enqueueMessage（管理内存的）
主线程：ActivityThread 中调用 Looper.loop -- queue.next 取出消息 -- dispatchMessage分发消息 --handler.handlerMessage
2.Activity启动流程
Launcher 应用里点击 我们的应用图片，启动 zygote,创建一个JVM，JVM会去调用ActivityThread中的main函数
2.1 ActivityThread启动Activity
2.2 根Activity启动时序图
3.Handler通信机制，就是线程中管理内存的机制
4.消息机制之同步屏障
4.1 如果有一个事件（message）必须尽快执行，那么Handler是如何通过消息屏障保证事件顺利执行的？
4.2 消息是根据执行时间进行先后排序，然后消息是保存在队列中，因而消息只能从队列的队头取出来。那么问题来了!需要紧急处理的消息怎么办?
其实是通过设置 同步屏障来解决的
4.3 那么同步屏障是一个什么东西呢？
4.3.1 先来解释一下 ，Handler 中Message 分为 同步消息 跟 异步消息，一般来说 ，两种消息没什么区别，只有在设置 同步屏障的时候才会出现差异
4.3.2 一般 Message 都会有target，但是 设置同步屏障时的 Message 没有target，简而言之，同步屏障是一个 target为空的Message
4.3.3 这种差异最终体现在 Message.next 的时候，上一段代码：
Message next() {
//...
int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
int nextPollTimeoutMillis = 0;
for (;;) {
//...
synchronized (this) {
// Try to retrieve the next message. Return if found.
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
if (msg != null && msg.target == null) {//碰到同步屏障
// Stalled by a barrier. Find the next asynchronous message in the queue.
// do while循环遍历消息链表
// 跳出循环时，msg指向离表头最近的一个异步消息
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
if (msg != null) {
if (now < msg.when) {
//...
} else {
// Got a message.
mBlocked = false;
if (prevMsg != null) {
//将msg从消息链表中移除
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null;
if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
msg.markInUse();
//返回异步消息
return msg;
}
} else {
// No more messages.
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
//...
}
//...
}
}
可以看到，如果设置了同步屏障，会优先处理 target为空的消息（异步消息），这算是Handler消息的一种优先级机制
4.3.4 设置同步屏障
mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
4.3.5 同步屏障应用
Android应用框架中为了更快的响应UI刷新事件在ViewRootImpl.scheduleTraversals中使用了同步屏障
参考资料
- 在腾讯课堂中，享学提供的课程
- 同步屏障：https://blog.csdn.net/asdgbc/article/details/79148180