Android 消息機制
1.概述
Android應用啟動時，會默認有一個主線程（UI線程），在這個線程中會關聯一個消息隊列（MessageQueue），所有的操作都會被封裝成消息隊列然后交給主線程處理。為了保證主線程不會退出，會將消息隊列的操作放在一個死循環中，程序就相當于一直執行死循環，每循環一次，從其內部的消息隊列中取出一個消息，然后回調相應的消息處理函數（handlerMessage），執行完成一個消息后則繼續循環，若消息隊列為空，線程則會阻塞等待。因此不會退出。如下圖所示：
Handler 、 Looper 、Message有啥關系？
在子線程中完成耗時操作，很多情況下需要更新UI，最常用的就是通過Handler將一個消息Post到UI線程中，然后再在Handler的handlerMessage方法中進行處理。而每個Handler都會關聯一個消息隊列（MessageQueue），Looper負責的就是創建一個MessageQueue，而每個Looper又會關聯一個線程（Looper通過ThreadLocal封裝）。默認情況下，MessageQueue只有一個，即主線程的消息隊列。
上面就是Android消息機制的基本原理，如果想了解更詳細，我們從源碼開始看。
2.源碼解讀
（1）ActivityThread主線程中啟動啟動消息循環Looper
public final class ActivityThread { public static void main(String[] args) { //代碼省略 //1.創建消息循環的Looper Looper.prepareMainLooper(); ActivityThread thread = new ActivityThread(); thread.attach(false); if (sMainThreadHandler == null) { sMainThreadHandler = thread.getHandler(); } AsyncTask.init(); //2.執行消息循環 Looper.loop(); throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited"); }}ActivityThread通過Looper.prepareMainLooper()創建主線程的消息隊列，最后執行Looper.loop()來啟動消息隊列。Handler關聯消息隊列和線程。
（2）Handler關聯消息隊列和線程
public Handler(Callback callback, boolean async) { //代碼省略 //獲取Looper mLooper = Looper.myLooper(); if (mLooper == null) { throw new RuntimeException( "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"); } //獲取消息隊列 mQueue = mLooper.mQueue; }Handler會在內部通過Looper.getLooper()方法來獲取Looper對象，并且與之關聯，并獲取消息隊列。那么Looper.getLooper()如何工作的呢？
public static @Nullable Looper myLooper() { return sThreadLocal.get(); } public static @NonNull MessageQueue myQueue() { return myLooper().mQueue; } public static void prepare() { prepare(true); } //為當前線程設置一個Looper 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)); } //設置UI線程的Looper public static void prepareMainLooper() { prepare(false); synchronized (Looper.class) { if (sMainLooper != null) { throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared."); } sMainLooper = myLooper(); } }在Looper類中，myLooper()方法，通過sThreadLocal.get()來獲取的，在prepareMainLooper()中調用prepare()方法，在這個方法中創建了一個Looper對象，并將對象設置了sThreadLocal()。這樣隊列就和線程關聯起來了。通過sThreadLocal.get()方法，保證不同的線程不能訪問對方的消息隊列。
為什么要更新UI的Handler必須在主線程中創建？
因為Handler要與主線程的消息隊列關聯上，這樣handlerMessage才會執行在UI線程，此時UI線程才是安全的。
（3）消息循環，消息處理
消息循環的建立就是通過Looper.loop()方法。源代碼如下：
/** * Run the message queue in this thread. Be sure to call * {@link #quit()} to end the loop. */ public static void loop() { final Looper me = myLooper(); if (me == null) { throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread."); } //1.獲取消息隊列 final MessageQueue queue = me.mQueue; //2.死循環，即消息循環 for (;;) { //3.獲取消息，可能阻塞 Message msg = queue.next(); // might block if (msg == null) { // No message indicates that the message queue is quitting. return; } //4.處理消息 msg.target.dispatchMessage(msg); //回收消息 msg.recycleUnchecked(); } }從上述程序我們可以看出，loop()方法的實質上是建立一個死循環，然后通過從消息隊列中逐個取出消息，最后處理消息。對于Looper：通過Looper.prepare()來創建Looper對象（消息隊列封裝在Looper對象中），并且保存在sThreadLocal中，然后通過通過Looper.loop()進行消息循環，這兩步通常成對出現。
public final class Message implements Parcelable { //target處理 Handler target; //Runnable類型的callback Runnable callback; //下一條消息，消息隊列是鏈式存儲的 Message next;}從源碼中可以看出，target是Handler類型。實際上就是轉了一圈，通過Handler發送消息給消息隊列，消息隊列又將消息分發給Handler處理。在Handle類中：
//消息處理函數，子類覆寫public void handleMessage(Message msg) {}private static void handleCallback(Message message) { message.callback.run(); }//分發消息public void dispatchMessage(Message msg) { if (msg.callback != null) { handleCallback(msg); } else { if (mCallback != null) { if (mCallback.handleMessage(msg)) { return; } } handleMessage(msg); } }從上述程序可以看出，dispatchMessage只是一個分發的方法，如果Run nable類型的callback為空，則執行handleMessage來處理消息，該方法為空，我們會將更新UI的代碼寫在該函數中；如果callback不為空，則執行handleCallback來處理，該方法會調用callback的run方法。其實這是Handler分發的兩種類型，比如post(Runnable callback)則callback就不為空，當我們使用Handler來sendMessage時通常不設置callback，因此，執行handlerMessage。
public final boolean post(Runnable r) { return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0); } public String getMessageName(Message message) { if (message.callback != null) { return message.callback.getClass().getName(); } return "0x" + Integer.toHexString(message.what); } 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("Looper", e.getMessage(), e); return false; } return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis); }從上述程序可以看到，在post(Runnable r)時，會將Runnable包裝成Message對象，并且將Runnable對象設置給Message對象的callback，最后會將該對象插入消息隊列。sendMessage也是類似實現：
public final boolean sendMessage(Message msg) { return sendMessageDelayed(msg, 0); }不管是post一個Runnable還是Message，都會調用sendMessageDelayed(msg, time)方法。Handler最終將消息追加到MessageQueue中，而Looper不斷地從MessageQueue中讀取消息，并且調用Handler的dispatchMessage分發消息，這樣消息就源源不斷地被產生、添加到MessageQueue、被Handler處理，Android應用就運轉起來了。
3.檢驗
new Thread(){ Handler handler = null; public void run () { handler = new Handler(); };}.start();上述代碼有問題嗎？
Looper對象是ThreadLocal的，即每個線程都用自己的Looper，這個Looper可以為空。但是，當在子線程中創建Handler對象時，如果Looper為空，那么會出現異常。
public Handler(Callback callback, boolean async) { //代碼省略 //獲取Looper mLooper = Looper.myLooper(); if (mLooper == null) { throw new RuntimeException( "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"); } //獲取消息隊列 mQueue = mLooper.mQueue; }當mLooper為空時，拋出異常。這是因為Looper對象沒有創建，因此，sThreadLocal.get()會返回null。Handler的基本原理就是要與MessageQueue建立關聯，并且將消息投遞給MessageQueue，如果沒有MessageQueue，則Handler沒有存在的必要，而MessageQueue又被封住在Looper中，因此創建Handler時，Looper一定不能為空。解決辦法如下：
new Thread(){ Handler handler = null; public void run () { //為當前線程創建Looper，并且綁定到ThreadLocal中 Looper.prepare() handler = new Handler(); //啟動消息循環 Looper.loop(); };}.start();如果只創建Looper不啟動消息循環，雖然不拋出異常，但是通過handler來post或者sendMessage()也不會有效。因為雖然消息會被追加到消息隊列，但是并沒有啟動消息循環，也就不會從消息隊列中獲取消息并且執行了。
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