在android开发中，经常会在子线程中进行一些操作，当操作完毕后会通过handler发送一些数据给主线程，通知主线程做相应的操作。
探索其背后的原理：子线程 handler 主线程 其实构成了线程模型中的经典问题 生产者消费者模型。
生产者消费者模型：生产者和消费者在同一时间段内共用同一个存储空间，生产者往存储空间中添加数据，消费者从存储空间中取走数据
好处：
- 保证数据生产消费的顺序（通过MessageQueue,先进先出）
- 不管是生产者(子线程)还是消费者（主线程）都只依赖缓冲区（handler），生产者消费者之间不会相互持有，使他们之间没有任何耦合
源码分析：
HandlerHandler机制的相关类创建Looper
创建MessageQueue以及Looper与当前线程的绑定Looper.loop()创建Handler创建MessageMessage和Handler的绑定Handler发送消息Handler处理消息 Handler机制的相关类
Hanlder：发送和接收消息
Looper：用于轮询消息队列，一个线程只能有一个Looper
Message：
MessageQueue：
在ActivityThread中的main方法中为我们prepare了
public static void main(String[] args) { Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "ActivityThreadMain"); //其他代码省略... Looper.prepareMainLooper(); //初始化Looper以及MessageQueue ActivityThread thread = new ActivityThread(); thread.attach(false); 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); Looper.loop(); //开始轮循操作 throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited"); }Looper.prepareMainLooper();
public static void prepareMainLooper() { prepare(false);//消息队列不可以quit synchronized (Looper.class) { if (sMainLooper != null) { throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared."); } sMainLooper = myLooper(); } }prepare有两个重载的方法，主要看 prepare(boolean quitAllowed) quitAllowed的作用是在创建MessageQueue时标识消息队列是否可以销毁， 主线程不可被销毁 下面有介绍
public static void prepare() { prepare(true);//消息队列可以quit } //quitAllowed 主要 private static void prepare(boolean quitAllowed) { if (sThreadLocal.get() != null) {//不为空表示当前线程已经创建了Looper throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread"); //每个线程只能创建一个Looper } sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));//创建Looper并设置给sThreadLocal，这样get的时候就不会为null了 } 创建MessageQueue以及Looper与当前线程的绑定 private Looper(boolean quitAllowed) { mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);//创建了MessageQueue mThread = Thread.currentThread(); //当前线程的绑定 }MessageQueue的构造方法
MessageQueue(boolean quitAllowed) { //mQuitAllowed决定队列是否可以销毁 主线程的队列不可以被销毁需要传入false, 在MessageQueue的quit()方法就不贴源码了 mQuitAllowed = quitAllowed; mPtr = nativeInit(); } Looper.loop()同时是在main方法中 Looper.prepareMainLooper() 后Looper.loop(); 开始轮询
public static void loop() { final Looper me = myLooper();//里面调用了sThreadLocal.get()获得刚才创建的Looper对象 if (me == null) { throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread."); }//如果Looper为空则会抛出异常 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.clearCallingIdentity(); final long ident = Binder.clearCallingIdentity(); for (;;) { //这是一个死循环，从消息队列不断的取消息 Message msg = queue.next(); // might block if (msg == null) { //由于刚创建MessageQueue就开始轮询，队列里是没有消息的,等到Handler sendMessage enqueueMessage后 //队列里才有消息 // 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.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " + msg.callback + ": " + msg.what); } msg.target.dispatchMessage(msg);//msg.target就是绑定的Handler，详见后面Message的部分，Handler开始 //后面代码省略..... msg.recycleUnchecked(); } } 创建Handler最常见的创建handler
Handler handler=new Handler(){ @Override public void handleMessage(Message msg) { super.handleMessage(msg); } };在内部调用 this(null, false);
public Handler(Callback callback, boolean async) { //前面省略 mLooper = Looper.myLooper();//获取Looper，**注意不是创建Looper**！ if (mLooper == null) { throw new RuntimeException( "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"); } mQueue = mLooper.mQueue;//创建消息队列MessageQueue mCallback = callback; //初始化了回调接口 mAsynchronous = async; }Looper.myLooper()；
//这是Handler中定义的ThreadLocal ThreadLocal主要解多线程并发的问题 // sThreadLocal.get() will return null unless you've called prepare(). static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>(); public static @Nullable Looper myLooper() { return sThreadLocal.get(); }sThreadLocal.get() will return null unless you’ve called prepare(). 这句话告诉我们get可能返回null 除非先调用prepare()方法创建Looper。在前面已经介绍了
创建Message可以直接new Message 但是有更好的方式 Message.obtain。因为可以检查是否有可以复用的Message,用过复用避免过多的创建、销毁Message对象达到优化内存和性能的目地
public static Message obtain(Handler h) { Message m = obtain();//调用重载的obtain方法 m.target = h;//并绑定的创建Message对象的handler return m; }public static Message obtain() { synchronized (sPoolSync) {//sPoolSync是一个Object对象，用来同步保证线程安全 if (sPool != null) {//sPool是就是handler dispatchMessage 后 通过recycleUnchecked 回收用以复用的Message Message m = sPool; sPool = m.next; m.next = null; m.flags = 0; // clear in-use flag sPoolSize--; return m; } } return new Message(); } Message和Handler的绑定创建Message的时候可以通过 Message.obtain(Handler h) 这个构造方法绑定。当然可以在 在Handler 中的 enqueueMessage（）也绑定了，所有发送Message的方法都会调用此方法入队，所以在创建Message的时候是可以不绑定的
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) { msg.target = this; if (mAsynchronous) { msg.setAsynchronous(true); } return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis); } Handler发送消息Handler发送消息的重载方法很多，但是主要只有2种。
sendMessage(Message)
sendMessage方法通过一系列重载方法的调用，sendMessage调用sendMessageDelayed，继续调用sendMessageAtTime，继续调用enqueueMessage，继续调用messageQueue的enqueueMessage方法，将消息保存在了消息队列中，而最终由Looper取出，交给Handler的dispatchMessage进行处理
我们可以看到在dispatchMessage方法中，message中callback是一个Runnable对象，如果callback不为空，则直接调用callback的run方法，否则判断mCallback是否为空，mCallback在Handler构造方法中初始化，在主线程通直接通过无参的构造方法new出来的为null,所以会直接执行后面的handleMessage()方法。
public void dispatchMessage(Message msg) { if (msg.callback != null) {//callback在message的构造方法中初始化或者使用handler.post(Runnable)时候才不为空 handleCallback(msg); } else { if (mCallback != null) {//mCallback是一个Callback对象，通过无参的构造方法创建出来的handler，该属性为null，此段不执行 if (mCallback.handleMessage(msg)) { return; } } handleMessage(msg);//最终执行handleMessage方法 }} private static void handleCallback(Message message) { message.callback.run(); } Handler处理消息在handleMessage(Message)方法中，我们可以拿到message对象，根据不同的需求进行处理，整个Handler机制的流程就结束了。