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Android 非同步訊息機制深度解析：Handler、Looper、Message 三大核心

編輯：Java 相關知識

為什麼需要非同步訊息機制？

Android 單執行緒模型：UI 操作只能在主執行緒。耗時任務（網路、IO、計算）必須在子執行緒，完成後需將結果傳回主執行緒更新 UI。Handler-Looper-Message 正是官方提供的跨執行緒通訊標準機制。

三大角色職責

Message：資料載體，攜帶 what、obj、arg1/arg2、callback（Runnable）
MessageQueue：訊息佇列（單向鏈結串列），FIFO 儲存 Message
Looper：綁定執行緒，持有 MessageQueue，loop() 無限迴圈取出 Message 分派
Handler：發送/處理 Message 的介面，綁定特定 Looper（預設當前執行緒 Looper）

啟動流程源碼追蹤

1. Looper.prepare()

// ThreadLocal 確保每執行緒唯一 Looper
static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<>();

public static void prepare() {
    if (sThreadLocal.get() != null)
        throw new RuntimeException("Only one Looper per thread");
    sThreadLocal.set(new Looper(true)); // 建立 Looper 並綁定 MessageQueue
}

2. Looper.loop()


public static void loop() {
    Looper me = myLooper(); // 取得當前執行緒 Looper
    MessageQueue queue = me.mQueue;

    for (;;) { // 無限迴圈
        Message msg = queue.next(); // 阻塞等待訊息
        if (msg == null) return;    // queue 退出

        // 分派給目標 Handler
        msg.target.dispatchMessage(msg);

        // 回收 Message 物件（物件池模式）
        msg.recycle();
    }
}

3. Handler 建構子綁定 Looper


public Handler() {
    mLooper = Looper.myLooper(); // 取得當前執行緒 Looper
    if (mLooper == null)
        throw new RuntimeException("No Looper; prepare() not called");
    mQueue = mLooper.mQueue; // 共享 MessageQueue
}

4. Handler.sendMessage() 入列流程


public boolean sendMessage(Message msg) {
    return sendMessageDelayed(msg, 0);
}

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
    msg.target = this; // 關鍵：標記目標 Handler
    return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}

5. Handler.dispatchMessage() 分派邏輯


public void dispatchMessage(Message msg) {
    if (msg.callback != null) {           // 1. post(Runnable) 回調
        handleCallback(msg);
    } else if (mCallback != null) {       // 2. 建構子傳入 Callback
        if (mCallback.handleMessage(msg)) return;
        handleMessage(msg);               // 3. 預設 handleMessage（子類別覆寫）
    } else {
        handleMessage(msg);
    }
}

post(Runnable) 原理揭秘


public final boolean post(Runnable r) {
    return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}

private static Message getPostMessage(Runnable r) {
    Message m = Message.obtain(); // 從物件池取得
    m.callback = r;               // 封裝 Runnable
    return m;
}

dispatchMessage 發現 msg.callback != null 直接執行 handleCallback → 執行 r.run()。並未建立新執行緒，仍在 Looper 所屬執行緒（通常是主執行緒）執行。

子執行緒建立 Handler 正確姿勢


new Thread() {
    Handler handler;
    @Override public void run() {
        Looper.prepare();               // 1. 建立 Looper
        handler = new Handler() {
            @Override public void handleMessage(Message msg) {
                // 處理訊息，執行緒為此子執行緒
            }
        };
        Looper.loop();                  // 2. 開啟迴圈
    }
}.start();

其他執行緒可透過此 handler 發送訊息，處理邏輯將在該子執行緒執行。

記憶體洩漏風險與最佳實務

風險	原因	解決方案
非靜態內部類 Handler 持有外部類引用	Message 延遲執行導致 Activity 無法 GC	靜態內部類 + WeakReference<Activity>
delayed 訊息未移除	Activity 銷毀前未 `removeCallbacksAndMessages(null)`	`onDestroy()` 統一清理
靜態 Handler 持有 Context	同樣導致洩漏	避免靜態持有 Context，或使用 Application Context