Android个人对Handler机制的理解

一.系统为什么不允许子线程访问UI线程：

这是因为UI线程里面的控件都是非线程安全的，如果在多线程并发访问可能会导致UI控件处于不可预期的状态。那么为什么不给控件访问加上锁呢？首先，加锁之后会导致访问逻辑变得复杂，其次锁机制会降低UI访问的效率，因为锁机制会阻塞某些线程的执行。

二.消息机制的几个重要对象：

Handler 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 消息实体
MessageQueue 消息队列，存放消息实体的载体

三.创建Looper

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();
        }
    }

四.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;//获得消息队列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();
    }

五.Handler消息机制整个流程

1.handler内部与Looper关联，handler->Looper->MessageQueue,handler发送消息就是向MessageQueue队列发送消息。
2.Looper通过Looper.loop()不断循环的方法并把消息（通过先进先出的顺序）通过dispatchMessage方法回传给handler自己。

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();
    }

流程图

注意：主线程中的Looper.loop()一直无限循环为什么不会造成ANR？

也许讲到这里，很多人已经知道原因了吧！不过习惯使然，我还是要总结一下。主线程Looper从消息队列读取消息，当读完所有消息时，主线程阻塞。子线程往消息队列发送消息，并且往管道文件写数据，主线程即被唤醒，从管道文件读取数据，主线程被唤醒只是为了读取消息，当消息读取完毕，再次睡眠。因此loop的循环并不会对CPU性能有过多的消耗。