差点被这波Handler 面试连环炮带走~

Handler 是 Android 中最高频使用的消息机制，这些年在大厂的面试过程中，碰到的越来越多了。虽然碰到的多但是能完成解答出来的朋友却很少，怎么回事呢？

其实原因不言而喻，大厂对Handler的面试题都有一定的深度。而且喜欢扣细节；

例如我之前文章讲到，Handler 的 runWithScissors() 可以实现 A 线程向 B 线程发送一个消息，使 A 线程进入阻塞，等待 B 线程处理完消息后再继续执行。那么延伸出来的 2 个问题就是；

• runWithScissors() 的原理是什么？

• 它被标记为 @hide 不允许使用是因为存在什么问题吗？

再比如，我们知道 MessageQueue，实则是一个基于触发时间 when 的优先级消息队列。那么在什么场景下，MessageQueue 中靠后的消息，会先于靠前的消息，被调度执行呢？

这些问题，若是不看源码，只停留在使用层面，基本上很难捋清楚。

1：Handler 机制中，存在哪些角色？各自承担了什么功能？

• Handler：消息辅助类 & 对外的接口 & 向 MQ 投递消息 & 消息的目标处理者；
• Message：消息的载体 & 被 Handler 投递 & 自带 Handler 处理 & 自带消息池；
• Looper：循环器 & 持有 MQ & 循环从 MQ 中获取消息 & TLS 线程唯一；
• MessageQueue：基于时间的优先级队列 & 链表结构 & Java 与 C++ 层的纽带；

2：Handler 分发事件优先级，是否可拦截？拦截的优先级如何？

Handler 中，通过 dispatchMessage() 处理消息，其中存在优先级策略；

• 优先级1：msg,callback,run() - 独占；
• 优先级2：mCallback.handleMessage(msg) - 返回值决定是否拦截该消息；
• 优先级3：handle.handleMessage()；

3：主线程 Looper 何时运行？

App 启动时，会调用到 ActivityThread 中，Looper 就在其 main() 方法中被启动；main() 中会主动调用 Looper.prepareMainLooper() 和 Looper.loop()；Tips：ActivityThread 不继承自 Thread，它只是一个运行在主线程上的对象；

4：Handler 的 Message 可以分为那 3 类？分别有什么标识？

• 同步 Message：普通 Message；
• 异步 Message：msg.setAsynchronous(true)
• 同步屏障：msg.target == null

5：同一个 Message 对象能否重复 send？

关键在于如何定义同一个 Message。

• 角度一：Java 对象层面，可被复用；
  原因：Message 由消息池维护，即同一个对象被回收后会被再次复用；｜ new Message & Message.obtain()
• 角度二：业务层面，不能复用；
  原因：Message 通过 enqueueMessage() 入队时，会通过 markInUse() 标记，再次入队无法通过 isInUse() 检查，则抛出异常；

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6：场景：MessageQueue 是基于触发时间 when 的优先级队列，那么什么情况下，队列中靠后的消息会优先得到执行？原理是什么？

• 场景：靠前的消息是同步消息，靠后的消息是异步消息，且消息队列的队头为同步屏障；
• 原理：同步屏障会阻塞 MQ 中的同步消息，优先处理异步消息；

7：Message 的同步屏障有什么用？有什么意义？如何发送一个同步屏障？

• 用途：阻塞 MQ 对同步 Message 的分发，优先处理异步消息，没有异步消息时则进入休眠，直到同步屏障被移除；
• 意义：允许异步消息优先于同步消息执行；
• 同步屏障：特殊的 Message，target == null，无法通过 Handler 入队出队，需直接操作 MQ；入队：postSyncBarrier()：返回一个屏障 token；出队：removeSyncBarrier()

8：什么是异步消息？如何发送？

• 意义：需配合同步屏障使用，否者与同步消息无区别；
• 异步消息：setAsynchronous(true) → 向 flags 添加 FLAG_ASYNCHRONOUS 标记
  发送方式 通过异步 Handler 发送 → 构造 Handler 时，async 传递 true 发送消息前，主动调用 setAsynchronous(true)
  安全起见，Android 9.0 普通开发者无法使用异步消息，所有发送方式被标记为 @hide

9：Handler 的 IdleHandler 机制，如何理解？有什么用途？

接口，需实现 queueIdle() 方法 & 定义在 MQ 中 & 以 MQ mIdleHandlers 维护存储

• 用途：可在 MQ 即将空闲时，处理任务；
• 逻辑点：MQ.next() 中，当前无待执行消息时，执行 mIdleHandlers；

依据 queueIdle() 返回值分：持续回调（true） & 一次性回调（false），false 会导致执行完后，从 mIdleHandlers 中移除

10：IdleHandler 执行耗时会影响正常的消息分发吗？Handler 内部如何处理？

会；IdleHandler 的耗时不可控；执行完后会重置 nextPollTimeoutMillis = 0，重新分发最近消息

11：移除消息的 removeMessage() 为什么需要两次循环？

优化效率；

• while-1：移除消息 & 找到下一个待处理的消息，存入 mMessages 中；
• while-2：从 mMessages 开始，移除后续符合条件的消息；

12：Handler 的 runWithScissors() 可实现 A 线程阻塞等待 B 线程处理完消息后再继续执行的功能，它为什么被标记为 hide？存在什么问题？原因是什么？

• 实现：将 Runnable 包装为 BlockingRunnable，其内通过 synchronized + wait 进入等待，待 r 执行完后，调用 notifyAll() 唤醒等待队列的子线程，子线程继续执行；
• 问题：在子线程 Looper 中使用，可能导致 A 线程进入 wait 等待，而永远得不到被 notify 唤醒；
• 原因：子线程 Looper 允许退出，若包装的 BlockingRunnable 被执行前，MessageQueue 退出，则该 runnable 永远不会被执行，则会导致 A 线程一直处于 wait 等待，永远不会被 notify 唤醒；

13：Looper.loop 中，如果没有待处理的消息，为什么不会阻塞 UI？

主线程在 MessageQueue 没有消息时，会阻塞在 loop 的 queue.next() 方法中的 nativePollOnce()方法里。

此时主线程会释放 CPU 资源进入休眠状态，直到下一个消息到达或者有事务发生，通过往 pipe 管道写端写入数据的方式，来唤醒主线程。这里采用的是 epoll 机制。

epoll 机制是一种 IO 多路复用机制，可以同时监控多个描述符，在有事件发生的时候，立即通知相应程序进行读或写操作，类似一种 callback 的回调机制。主线程在大多数时候是处于休眠状态，并不会消耗大量的 CPU 资源。当有新的消息或事务到达时，会立即唤醒主线程进行处理，所以对用户来说是无感知的。

14：如果 Java 层 MQ 中消息很少，但是响应时间却很长，是什么原因？

MQ 队列中，该 Message 前的 Message 处理较为耗时；Native 层消息过多，Java 层 MQ 消息优先级最低，最后处理；

15：Looper 的 Printer 输出的日志，有什么其他用途？依靠的原理是什么？有什么缺点？

• 用途：性能监控；
• 原理：通过筛选日志内存，区分 Message 的开始执行和结束执行的时间点，即可判断处理 Message 的耗时，即主线程卡顿耗时；
• 缺点：Printer 存在大量字符串拼接，在消息量大时，会导致性能受损；｜ 实测数据：存在 Printer 时，在列表快速滑动时，平均帧率降低 5 帧；

16：Handler 可以 IPC 通信吗？

不能；Handler 只能用于共享内存地址的 2 个线程通信，即同进程的 2 个线程通信；

17：Handler 为什么需要使用底层的 epoll 来休眠？

需要兼顾 Native 层的消息，消息可能来自底层硬件；如果只考虑 Java 层，notify/wait 即可实现；

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