什么是Handler消息机制？
Handler是android提供用于更新UI的一套机制，也是消息处理机制。用于UI线程与子线程间消息的收发
本文将围绕handler消息处理的主要流程，跟随源码进行分析：
message的处理流程
handler中不得不讲得四个对象：
-
Message
Message是在线程之间传递的消息，它可以在内部携带少量的信息，用于在不同线程之间交换数据。使用Message的arg1和arg2便可携带int数据，使用obj便可携带Object类型数据。（可以简单理解为信息数据的载体）
-
Handler
Handler顾名思义就是处理者的意思，它只要用于在子线程发送消息对象Message,在UI线程处理消息对象Message，在子线程调用sendMessage方法发送消息对象Message，而发送的消息经过一系列地辗转之后最终会被传递到Handler的handleMessage方法中,最终在handleMessage方法中消息对象Message被处理（可以简单理解为Handler是Message对象的发送和接收者）
-
MessageQueue
MessageQueue就是消息队列的意思,它只要用于存放所有通过Handler发送过来的消息。这部分消息会一直存放于消息队列当中，等待被处理。每个线程中只会有一个MessageQueue对象，请牢记这句话。其实从字面上就可以看出，MessageQueue底层数据结构是队列，而且这个队列只存放Message对象。（可以简单理解为Message对象的存储队列）
-
Looper
Looper是每个线程中的MessageQueue的管家，调用Looper的loop()方法后，就会进入到一个无限循环当中，然后每当MesssageQueue中存在一条消息，Looper就会将这条消息取出，并将它传递到Handler的handleMessage()方法中。每个线程只有一个Looper对象。（可以简单理解为Looper是消息队列MessageQueue的维护者）
通常我们使用Handler在主线程和子线程间处理消息时，都是直接在activity中创建handler的对象并同时复写handlerMessage方法，在子线程中发送消息即可。那为什么我们能够直接就使用Handler的处理，肯定是下层代码在应用启动的时候就帮我们做好了，接下来我们一起看看：
首先在ActivityThread类有我们熟悉的main的函数，App启动的代码的入口就在这里：
public static void main(String[] args) {
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "ActivityThreadMain");
// Install selective syscall interception
AndroidOs.install();
// CloseGuard defaults to true and can be quite spammy. We
// disable it here, but selectively enable it later (via
// StrictMode) on debug builds, but using DropBox, not logs.
CloseGuard.setEnabled(false);
Environment.initForCurrentUser();
// Make sure TrustedCertificateStore looks in the right place for CA certificates
final File configDir = Environment.getUserConfigDirectory(UserHandle.myUserId());
TrustedCertificateStore.setDefaultUserDirectory(configDir);
Process.setArgV0("<pre-initialized>");
//重点1：
Looper.prepareMainLooper();
// Find the value for {@link #PROC_START_SEQ_IDENT} if provided on the command line.
// It will be in the format "seq=114"
long startSeq = 0;
if (args != null) {
for (int i = args.length - 1; i >= 0; --i) {
if (args[i] != null && args[i].startsWith(PROC_START_SEQ_IDENT)) {
startSeq = Long.parseLong(
args[i].substring(PROC_START_SEQ_IDENT.length()));
}
}
}
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false, startSeq);
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}
if (false) {
Looper.myLooper().setMessageLogging(new
LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
}
// End of event ActivityThreadMain.
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
//重点2：
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}
以上的入口函数main方法里边可以看到执行了Looper.prepareMainLooper();，我们进入看下prepareMainLooper方法里边的情况：
public static void prepareMainLooper() {
prepare(false);
synchronized (Looper.class) {
if (sMainLooper != null) {
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
}
sMainLooper = myLooper();
}
}
执行了prepare
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));
}
可以看到prepare方法里边有一个threadLocal存储了一个Looper对象（ThreadLocal其实就是线程内存储变量的一个数据结构，具体可以自行了解），接着调用myLooper()方法从threadLocal中取出Looper对象。存储Looper对象时，在Looper的构造方法里边实现了MessageQueue和一个线程，从而将当前的Looper对象绑定到了当前线程，并且可以知道一个线程只有一个Looper对象和一个MessageQueue。
Looper构造方法的源码：
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
接着我们看下MessageQueue的构造方法里边：
// True if the message queue can be quit.
//如果推出消息队列则为真
@UnsupportedAppUsage
private final boolean mQuitAllowed;
@UnsupportedAppUsage
Message mMessages;//message对象
@UnsupportedAppUsage
@SuppressWarnings("unused")
private long mPtr; // used by native code
private native static long nativeInit();//native方法
private native static void nativeDestroy(long ptr);
MessageQueue(boolean quitAllowed) {
mQuitAllowed = quitAllowed;
mPtr = nativeInit();
}
可以看到MessageQueue的构造里边执行了一个本地的native方法
回到应用的入口函数，在调用了Looper.prepare()后,然后调用了Looper.loop方法:
/**
* 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();
//获取绑定的MessageQueue对象
final MessageQueue queue = me.mQueue;
···省略
boolean slowDeliveryDetected = false;
//重点1
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
···省略
if (observer != null) {
token = observer.messageDispatchStarting();
}
long origWorkSource = ThreadLocalWorkSource.setUid(msg.workSourceUid);
try {
//重点2
msg.target.dispatchMessage(msg);
if (observer != null) {
observer.messageDispatched(token, msg);
}
dispatchEnd = needEndTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
} catch (Exception exception) {
if (observer != null) {
observer.dispatchingThrewException(token, msg, exception);
}
throw exception;
} finally {
ThreadLocalWorkSource.restore(origWorkSource);
if (traceTag != 0) {
Trace.traceEnd(traceTag);
}
}
···省略
msg.recycleUnchecked();
}
}
有两处重点：当调用了Looper.loop方法后，第一处是loop方法内部有一个死循环从queue队列中next获取message对象，如果queue队列取出的message对象为null表示消息队列为null，则跳出循环；否则，执行 msg.target.dispatchMessage(msg);下发消息，而dispatchMessage这个方法是在handler执行的（msg.target就是handler对象,这里是如何赋值的可以探讨下，指向下层的Binder）
dispatchMessage方法的源码：
/**
* Handle system messages here.
*/
public void dispatchMessage(@NonNull Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
//可以看到最终是调用了handleMessage的回调方法
我们看下handler做了哪些工作，handler最重要的构造方法，它其他的构造方法最终都要走这个构造方法
public Handler(@Nullable Callback callback, boolean async) {
if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
final Class<? extends Handler> klass = getClass();
if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
(klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
klass.getCanonicalName());
}
}
//重点
mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread " + Thread.currentThread()
+ " that has not called Looper.prepare()");
}
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}
看看handler.sendMessage()
public boolean sendMessageAtTime(@NonNull 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);
}
//经过handler.sendMessage后调用enQueueMessage将消息加入队列
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
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;
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;
}
从上面源码可以知道，经过handler.sendMessage后调用enQueueMessage将消息加入队列
从handler构造的源码可以看到调用了 mLooper = Looper.myLooper()方法，之前我们在分析Looper的构造时候说过，Looper构造里边创建了一个MessageQueue的消息队列并且绑定了当前调用Looper.prepareMainLooper()的线程，细心点我们可以发现myLooper()是静态的，所以我们调用Looper.myLooper()得到的都是同一个Looper对象。至此，我们可以知道从Looper到Handler其实操作的都是同一块区域的对象，而Looper与Handler产生联系的媒介就是Message（msg的target就是Handler）。
在应用的入口ActivityThread的main函数，调用了Looper.
一条线程中只能存在一个Looper对象，一个Looper维护一个MessageQueue队列，Looper调用loop方法循环查询MessageQueue中是否有消息，没有则退出，并阻塞；而MessageQueue中也会不断的循环查询是否有新消息，有就调用next方法取出消息，调用dispatchMessage下发消息，最终调用handler的callBack或handleMessage方法。
- 为什么我们在主线程中没有申明Looper，却能够之间在主线程中直接使用Handler？
那是因为在主线程中的入口处已经调用了Looper.paperMainLooper，这里已经创建了Looper,MessageQueue。 - 那为什么我们调用了handler.sendMessage方法后，在handleMessage方法中就能接收到消息？
那是因为在ActivityThread的main函数中已经调用了Looper.loop方法，这个方法就是通知Looper持有的MessageQueue对象循环消息的。 - 那能够在子线程中定义一个handler吗？
可以，但是要手动调用Looper.paper和loop方法
private Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
Handler handler = new Handler();
Looper.loop();
}
});
如果想不手动调用paper和loop方法，可以使用HandlerThread，这里边已经封装了。了解HandlerThread推荐这篇文章，同时也能帮助进一步理解handler消息机制https://blog.csdn.net/weixin_41101173/article/details/79687313
总结流程：
当调用Looper.prepare()方法时，在Looper的构造方法中会创建一个MessageQueue对象，并且绑定当前的线程。当调用handler.sendMessage()方法后，会调用队列的enqueueMessage方法将消息加入队列。主线程是默认执行Looper.loop()方法，进而会执行队列的next()方法取出message对象，如果msg不为null，会调用msg.target对象的dispatchMessage()方法下发消息（此时方法已经进入到Handler中），最终会调用handleMessage()方法；如果从message队列中取出message对象为null，则表示没有消息，队列正在退出。
链接博文：https://www.jianshu.com/p/02962454adf7
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