1.Android消息机制原理图：
2.Handler运行官方说明：
A Handler allows you to send and process Message and Runnable objects associated with a thread's MessageQueue. Each Handler instance is associated with a single thread and that thread's message queue. When you create a new Handler it is bound to a Looper. It will deliver messages and runnables to that Looper's message queue and execute them on that Looper's thread.
There are two main uses for a Handler: (1) to schedule messages and runnables to be executed at some point in the future; and (2) to enqueue an action to be performed on a different thread than your own.
3.Handler运行可以简述为：
Handler将Message发送到Looper的消息队列中，即MessageQueue，等待Looper的循环读取Message，处理Message，然后调用Message的target，即附属的Handler的dispatchMessage()方法，将该消息回调到handleMessage()方法中，然后完成更新UI操作。
4.Handler的工作原理
Handler的工作主要包含消息的发送和接收过程。消息的发送可以通过post的一系列方法以及send的一系列方法来实现,post的一系列方法最终是通过send的一系列方法来实现的。
public final boolean sendMessage(Message msg){
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis) {
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis () + delayMillis);
}
public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue == null) {
RuntimeException e = new RuntimeException(this + "sendMessageAtTime() called with no mQueue");
Log.w("LooperH, e.getMessage(), e);
return false;
}
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue. Message msg, long uptimeMillis) (
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}可以发现，Handler发送消息的过程仅仅是向消息队列中插入了一条消息， MessageQueue的next方法就会返回这条消息给Looper, Looper收到消息后就开始处理了， 最终消息由Looper交由Handler处理，即Handler的dispatchMessage方法会被调用，这时 Handler就进入了处理消息的阶段。dispatchMessage的实现如下所示。
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handlecallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}Handler处理消息的过程如下：
首先，检查Message的callback是否为null,不为null就通过handleCallback来处理消息。Message的callback是一个Runnable对象，实际上就是Handler的post方法所传递的 Runnable参数。
其次，检査mCallback是否为null,不为null就调用mCallback的handleMessage方法来处理消息。
最后，调用Handler的handleMessage方法来处理消息。Handler处理消息的过程可以
归纳为一个流程图。
5.消息队列的工作原理
MessageQueue主要包含两个操作：插入和读取。插入和读取对应的方法分别为enqueueMessage 和next。尽管MessageQueue叫消息队列，但是它的内部实现并不是用的队列，实际上它是通过一个单链表的数据结构来维护消息列表，单链表在插入和删除上比较有优势。
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
synchronized (this) {
msg.marklnUse ();
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
// New head, wake up the event queue if blocked.
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
// Inserted within the middle of the queue. Usually we don*t have to wake
// up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
// and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
needWake = mBlocked && p. target == null && msg. isAsynchronous ();
Message prev;
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;
}
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);
}
}
}
return true;
}
next的主要逻辑如下所示。
Message next(){
int pendingldleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration int
nextPollTimeoutMiIlls = 0;
for (;;)(
if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
Binder.flushPendingCommands();
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
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) {
// Stalled by a barrier. Find the next asynchronous message in the queue.
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg !- null && !msg.isAsynchronous());
}
if (msg != null) {
if (now < msg.when) {
// Next message is not ready. Set a timeout to wake up when it is ready.
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX VALUE);
} else {
// Got a message.
mBlocked = false;
if (prevMsg !- null) {
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages - msg.next;
}
msg.next = null;
if (false) Log. v ("MessageQueue'*, MReturning message:" + msg);
return msg;
}
} else {
// No more messages.
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
}
}
}可以发现next方法是一个无限循环的方法，如果消息队列中没有消息，那么next方法会一直阻塞在这里。当有新消息到来时，next方法会返回这条消息并将其从单链表中移除。
6.Looper的工作原理
首先看一下它的构造方法，在构造方法中它会创建一个MessageQueue即消息队列，然后将当前线程的对象保存起来，如下所示。
private Looper(boolean quitAllowed) (
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}我们知道，Handler的工作需要Looper,没有Looper的线程就会报错，那么如何为一 个线程创建Looper呢？其实很简单，通过Looper.prepare。即可为当前线程创建一个Looper, 接着通过Looper.loop来开启消息循环，如下所示。
new Thread("Thread#2") {
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
Handler handler = new Handler();
Looper.loop();
};
}・start ();Looper提供了 quit和quitSafely 来退岀一个Looper,二者的区别是：quit会直接退出Looper,而quitSafely只是设定一个退出标记，然后把消息队列中的已有消息处理完毕后才安全地退出。Looper退出后，通过 Handler发送的消息会失败，这个时候Handler的send方法会返回false。在子线程中，如果手动为其创建了 Looper,那么在所有的事情完成以后应该调用quit方法来终止消息循环， 否则这个子线程就会一直处于等待的状态，而如果退出Looper以后，这个线程就会立刻终止，因此建议不需要的时候终止Looper。
Looper最重要的一个方法是loop方法，它的实现如下所示。
public static void loop () {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;
// Make sure the identity of this thread is that of the local process,
// and keep track of what that identity token actually is.
Binder.clearCallingldentity();
final long ident = Binder.clearCallingldentity();
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
// This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger Printer
logging = me.mLogging;
if (logging != null) {
logging.printin (">>> Dispatching to " + msg. target + " " +msg.callback + ": " + msg.what);
}
msg.target.dispatchMessage(msg);
if (logging != null) {
logging .printin ("<<< Finished to " + msg. target + msg.callback);
// Make sure that during the course of dispatching the
// identity of the thread wasn't corrupted,
final long newldent = Binder.clearCallingldentity();
if (ident != newldent) {
Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from Ox"+ Long.toHexString(ident) + ” to Ox"+ Long.toHexString(newldent)+n while dispatching to + msg.target.getClass().getName() + ""+ msg.callback + n what=n + msg.what);
}
}
msg.recycleUnchecked();
}
}
Looper的loop方法的工作过程也比较好理解，loop方法是一个死循环，唯一跳岀循环 的方式是MessageQueue的next方法返回了 null.当Looper的quit方法被调用时，Looper 就会调用MessageQueue的quit或者quitSafely方法来通知消息队列退出，当消息队列被标记为退出状态时，它的next方法就会返回null。
Looper和ThreadLocal之间的联系，如下代码所示
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}
public static @Nullable Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}Looper在prepare时，就通过ThreadLocal将新建的Looper保存起来，当需要Looper对象时就通过Looper的静态方法myLooper将ThreadLocal中保存的Looper对象取出。
7.ThreadLocal 的工作原理
ThreadLocal是一个线程内部的数据存储类，通过它可以在指定的线程中存储数据，数据存储以后，只有在指定线程中可以获取到存储的数据，对于其他线程来说则无法获取到数据。
只要弄清楚 ThreadLocal 的get和set方法就可以明白它的工作原理。
首先看ThreadLocal的set方法，如下所示。
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}上面分析了 ThreadLocal的set方法，这里分析它的get方法，如下所示。
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
return setInitialValue();
}总结 ：
ThreadLocal对象的set/get方法都是操作的当前线程的ThreadLocalMap对象，所以ThreadLocal并不是存放数据的地方，它只是代理了线程ThreadLocalMap容器的set/get方法。画一个示意图就知道了：
ThreadLocal的get方法的key是当前的ThreadLocal.hashcode，而容器是所在线程的map，这两者决定了获取的对象是哪个。
8.主线程的消息循环
Android的主线程就是ActivityThread,主线程的入口方法为main,在main方法中系统会通过Looper.prepareMainLooper()来创建主线程的Looper以及MessageQueue»并通过 Looper.loop。来开启主线程的消息循环，这个过程如下所示。
public static void main(String[] args) (
Process.setArgV0("<pre-initialized>");
Looper.prepareMainLooper();
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}
AsyncTask.init();
if (false) {
Looper.myLooper().setMessageLogging(newLogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
}
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}主线程的消息循环开始了以后，ActivityThread还需要一个Handler来和消息队列进行 交互，这个Handler就是ActivityThread.H,它内部定义了一组消息类型，主要包含了四大 组件的启动和停止等过程，如下所示。
private class H extends Handler {
public static final int LAUNCH_ACTIVITY =100;
public static final int PAUSE_ACTIVITY =101；
public static final int PAUSE_ACTIVITY_FINISHING =102；
public static final int STOP_ACTIVITY_SHOW =103;
public static final int STOP_ACTIVITY_HIDE =104;
public static final int SHOW__W INDOW =105;
public static final int HIDE_WINDOW =106;
public static final int RESUME_ACTIVITY =107;
public static final int SEND_RESULT =108;
public static final int DESTROY_ACTIVITY =109;
public static final int BIND_APPLICATION =110;
public static final int EXIT_APPLICATION =111;
public static final int NEW_INTENT =112;
public static final int RECEIVER =113;
public static final int CREATE_SERVICE =114;
public static final int SERVICE_ARGS =115;
public static final int STOP_SERVICE =116;
}ActivityThread通过ApplicationThread和AMS进行进程间通信，AMS以进程间通信的 方式完成ActivityThread的请求后会回调ApplicationThread中的Binder方法，然后 ApplicationThread会向H发送消息，H收到消息后会将ApplicationThread中的逻辑切换到 ActivityThread中去执行，即切换到主线程中去执行，这个过程就是主线程的消息循环模型。
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