背景
Handler是android中比较重要的机制，是日常开发中也会经常遇到。另外，也是面试过程中必问的问题之一，所以不论在何种场景下都非常重要。为了加深了解，需要从源码角度去看看消息队列是如何实现的。
源码分析
handler
在开发中我们最经常接触的就是handler中的post()方法，post()方法实现很简单，调用了另一个方法。
public final boolean post(Runnable r) {
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
其中getPostMessage(r)是获取一个message，message的实现稍后看。
private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();
m.callback = r;
return m;
}
接下来是一串调用，代码如下
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis) {
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
最终调用到sendMessageAtTime()这个方法，最终调用了enqueueMessage()，看方法名应该是讲message加入消息队列。
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);
}
在enqueueMessage()中调用了enqueueMessage.enqueueMessage()方法，这里真正将message加入到MessageQueue的消息队列中。
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
Message
上面提到Message，Message是在消息队列中传递的对象，具体的成员变量如下
public int what; //调用方自定义消息码，用来传递简单的事件
int flags; //当前Message的标记位，有三种FLAG_IN_USE，FLAG_ASYNCHRONOUS和FLAGS_TO_CLEAR_ON_COPY_FROM
long when; //消息执行的时间
Handler target; //和当前Message绑定的Handler
Runnable callback; //消息处理时的回调方法
Message next; //下一个Message，这里可以看出Message可以成为一个链表，Message中有一个Message Pool，最大数为50
MessageQueue
在Handler的最后一步中，调用了MessageQueue中的enqueueMessage()方法，下面看看具体是怎么实现的。当有消息需要进入队列的时候，如果当前MessageQueue中的Message如果为空，则将入队列的Message设为队列的第一个消息；如果Message不为空，则将新入队列的Message设为当前Message的next。
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
//这里可以看到如果Message没有绑定handler的话会直接抛出异常
if (msg.target == null) {
throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
}
if (msg.isInUse()) {
throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
}
synchronized (this) {
if (mQuitting) {
IllegalStateException e = new IllegalStateException(
msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
msg.recycle();
return false;
}
msg.markInUse();
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
//mMessages为空，将入队列的Message设为队首消息
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
//如果mMessages不为空，则将mMessages的next设为传入的Message
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;
prev.next = msg;
}
}
return true;
}
Looper
上面的代码完成一次将Message传入MessageQueue中的过程，那么系统中是如何读取这些消息的呢？在使用Handler的时候，如果不在主线程，需要调用如下代码
Looper.prepare()
Looper.loop()
分别来看看这两个方法做了什么事情。可以看到调用了prepare()会新建一个Looper，并存放在ThreadLocal中，代码如下
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));
}
之后需要调用的loop()会真正开始消息队列的循环，会遍历Message中所有的消息，并通过dispatchMessage()分发Message，下面是核心代码。
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
//这里可以看到在调用loop()之前，必须调用prepare()方法，否则会抛出异常，因为无法指定在某个线程中去循环消息队列
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;
for (;;) {
Message msg = queue.next();
if (msg == null) {
return;
}
try {
msg.target.dispatchMessage(msg);
} finally {
}
msg.recycleUnchecked();
}
}
以上就是android中消息队列从发出Message到消费的完成过程。
ActivityThread
从学Java开始，我们在写"hello, world"的时候知道，执行代码需要一个入口方法，就是main(String[] args)方法，那么在android中有没有这个main方法呢？这就需要对activity的执行过程有一定了解。
在android中确实有main()方法，在ActivityThread中，不要被这个类名迷惑，这个类和Thread无关，ActivityThread的代码相当长，直接看main()方法，代码如下。
public static void main(String[] args) {
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "ActivityThreadMain");
CloseGuard.setEnabled(false);
Environment.initForCurrentUser();
EventLogger.setReporter(new EventLoggingReporter());
final File configDir = Environment.getUserConfigDirectory(UserHandle.myUserId());
TrustedCertificateStore.setDefaultUserDirectory(configDir);
Process.setArgV0("<pre-initialized>");
Looper.prepareMainLooper();
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}
if (false) {
Looper.myLooper().setMessageLogging(new
LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
}
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}
在这里可以看到调用了Looper.prepareMainLooper()和Looper.loop()，其中prepareMainLooper()与prepare()一致，前者是生成一个主线程的Looper，二后者可以不在主线程。这里就是主线程的消息队列初始化的地方，我们常做的异步线程处理数据，然后post到主线程的操作，就是讲Message加入到这个队列中的。
小结
以上就是MainLooper如何创建，以及整个消息队列的工作机制，掌握handler不仅可以在使用时得心应手，在其它方面也可以做更深入的研究(如Android插件化实践(1)中讲到的，如何利用handler中的callback去hook activity的启动)，最后一张图简单总结一下
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