因面试提到 Handler 机制后，引发连环炮轰（我已承受不来~）

因业务繁忙，有段时间没有和大家进行技术分享了，今日特此抽出时间先来分享！！！

今日头条面试题：讲讲ThreadLocal底层原理和Handler的关系

竟然提到了Handler机制就不得不提到这几大将了：Handler，Looper，MessageQueue，Message。延伸重点ThreadLocal！！！

当UI的主线程在初始化第一个 Handler时，就会通过ThreadLocal创建一个Looper，该Looper与UI主线程一一对应。而使用ThreadLocal的目的是保证每一个线程只创建唯一一个Looper。

Looper初始化的时候会创建一个 消息队列MessageQueue。至此，主线程、消息循环、消息队列之间的关系是1:1:1。

Handler、Looper、MessageQueue的初始化流程如下图所示:Hander持有对UI主线程消息队列MessageQueue和消息循环Looper的引用，子线程可以通过 Handler 将消息发送到UI线程的消息队列MessageQueue中。

二问：主线程为啥不用初始化looper呢？

那是因为looper早在ActivityThread初始化的时候就声明好了，可以直接拿来用的。通过分析源码我们知道MessageQueue在Looper中，Looper初始化后作为对象丢给了Handler，并且又存在了 ThreadLocal 里面，ThreadLocal 对象的话作为Key又存在了ThreadLocalMap，ThreadLocalMap对象是Thread里面的一个属性值，也就是说Looper作为桥梁连接了Handler与Looper所在的线程。

三问：Handler机制有了解过没？跟我说说？

在理解Handler 机制前，我们需要先搞懂ThreadLocal。

ThreadLocal叫做线程变量，意思是ThreadLocal中填充的变量属于当前线程，该变量对其他线程而言是隔离的，也就是说该变量是当前线程独有的变量。ThreadLocal为变量在每个线程中都创建了一个副本，那么每个线程可以访问自己内部的副本变量。

ThreadLocal的原理

想搞懂原理那就得先从源码入手开始分析。

我们先从set方法看起：

从上面的代码不难看出，ThreadLocal  set赋值的时候首先会获取当前线程thread,并获取thread线程中的ThreadLocalMap属性。如果map中属性不为空，则直接更新value值，如果map中找不到此ThreadLocal对象，则在threadLocalMap创建一个,并将value值初始化。显然ThreadLocal对象存的值是根据线程走的！

那么ThreadLocalMap又是什么呢，还有createMap又是怎么做的，我们继续往下看。

首先第一步我们得要知道这个东西

每个Thread有一个属性，类型是ThreadLocalMap，从代码不难看出ThreadLocalMap是ThreadLocal的内部静态类。它是与线程所绑定联系在一起的，可以看成一个线程只有一个ThreadLocalMap，知道这一点我们再往下看。

ThreadLocalMap的构成主要是用Entry来保存数据 ，而且还是继承的弱引用。在Entry内部使用ThreadLocal对象作为key，使用我们设置的value作为value。

get的话就比较简单了就是获取当前线程的ThreadLocalMap属性值，在获取Map中对应ThreadLocal对象的value值并返回。

 ThreadLocal总结一下就是：每个线程Thread自身有一个属性ThreadLocalMap，然后ThreadLocalMap是一个键值对，它的key值是ThreadLocal对象，它的value值则是我们想要保存处理的数据值。getMap是找到对应线程的ThreadLocalMap属性值，然后通过判断可以初始化或者更新数值。

ThreadLocal分析完了我们接着来看Handler吧。

因为主线程在ActivityThread的main方法中已经创建了Looper，所以主线程使用Handler时可以直接new；子线程使用Handler时需要调用Looper的prepare和loop方法才能进行使用，否则会抛出异常。所以我们从Looper的prepare来分析。

Looper 提供了 Looper.prepare() 方法来创建 Looper ，并且会借助 ThreadLocal 来实现与当前线程的绑定功能。Looper.loop() 则会开始不断尝试从 MessageQueue 中获取 Message , 并分发给对应的 Handler，也就是说 Handler 跟线程的关联是靠 Looper 来实现的。

Looper.loop() 负责对消息的分发，也是和prepare配套使用的方法，两者缺一不可。

msg.target是个啥呢，我们追到Message里面不难发现其实它就是我们发送消息的Handler，这写法是不是很聪明，当从MessageQueen中捞出Message后，我们就能直接调用Handler的dispatchMessage，然后就会走到我们的Handler的handleMessage了。直接上源码：

处理分析完了，我们看个简单点的，消息发送吧。Handler 提供了一些列的方法让我们来发送消息，如 send()系列 post()系列 。不过不管我们调用什么方法，最终都会走到 MessageQueue的enqueueMessage(Message,long) 方法。也就是实现了消息的发送，将Message插入到我们的MessageQueue中。

注意：dispatchMessage() 方法针对 Runnable 的方法做了特殊处理，如果是 ，则会直接执行 Runnable.run() 。（判断依据是上述msg.callback !=null这句）

MessageQueue是个单链表。

MessageQueue里消息按时间排序

MessageQueue的next()是个堵塞方法

总结分析：

Looper.loop() 是个死循环，会不断调用 MessageQueue.next() 获取 Message ，并调用 msg.target.dispatchMessage(msg) 回到了 Handler 来分发消息，以此来完成消息的回调。

四问：Handler什么会出现内存泄漏问题呢？

Handler使用是用来进行线程间通信的，所以新开启的线程是会持有Handler引用的，如果在Activity等中创建Handler，并且是非静态内部类的形式，就有可能造成内存泄漏。

非静态内部类是会隐式持有外部类的引用，所以当其他线程持有了该Handler，线程没有被销毁，则意味着Activity会一直被Handler持有引用而无法导致回收。

MessageQueue中如果存在未处理完的Message，Message的target也是对Activity等的持有引用，也会造成内存泄漏。

解决的办法:

使用静态内部类 + 弱引用的方式： 静态内部类不会持有外部类的的引用，当需要引用外部类相关操作时，可以通过弱引用还获取到外部类相关操作，弱引用是不会造成对象该回收回收不掉的问题，不清楚的可以查阅JAVA的几种引用方式的详细说明。

在外部类对象被销毁时，将MessageQueue中的消息清空。

五问：Looper死循环为什么不会导致应用卡死？

对于线程即是一段可执行的代码，当可执行代码执行完成后，线程生命周期便该终止了，线程退出。而对于主线程，我们是绝不希望会被运行一段时间，自己就退出，那么如何保证能一直存活呢？简单做法就是可执行代码是能一直执行下去的，死循环便能保证不会被退出，例如，binder线程也是采用死循环的方法，通过循环方式不同与Binder驱动进行读写操作，当然并非简单地死循环，无消息时会休眠。但这里可能又引发了另一个问题，既然是死循环又如何去处理其他事务呢？通过创建新线程的方式。真正会卡死主线程的操作是在回调方法onCreate/onStart/onResume等操作时间过长，会导致掉帧，甚至发生ANR，looper.loop本身不会导致应用卡死。

六问：主线程的死循环一直运行是不是特别消耗CPU资源呢？

其实不然，这里就涉及到Linux pipe/epoll机制，简单说就是在主线程的MessageQueue没有消息时，便阻塞在Loop的queue.next()中的nativePollOnce()方法里，此时主线程会释放CPU资源进入休眠状态，直到下个消息到达或者有事务发生，通过往pipe管道写端写入数据来唤醒主线程工作。这里采用的epoll机制，是一种IO多路复用机制，可以同时监控多个描述符，当某个描述符就绪（读或写就绪），则立刻通知相应程序进行读或写操作，本质同步I/O，即读写是阻塞的。 所以说，主线程大多数时候都是处于休眠状态，并不会消耗大量CPU资源。

好了，这轮面试中问道的Handler 就问了这么多了，大家可以好好的吸收一下，如有什么疑议欢迎在评论区进行讨论！！！