Handler异步通信机制解析
定义
Android提供的一套消息传递机制
作用
在多线程的应用场景中，将工作线程中需更新UI的操作信息 传递到 UI主线程，从而实现 工作线程对UI的更新处理，最终实现异步消息的处理
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用于实现子线程对UI线程的更新，实现异步消息的处理：
- 在新启动的线程中发送消息
- 在主线程中获取并处理信息
为什么要用 Handler消息传递机制?
- 多个线程并发更新UI的同时 保证线程安全
相关概念
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- 主线程（UI线程）
定义：当程序第一次启动时，Android会同时启动一条主线程(Main Thread)作用：主线程主要负责处理与UI相关的事件，所以主线程又叫UI线程
子线程则负责一些比较耗时的操作(联网、取数据、SD卡数据加载等操作)，而主线程和子线程之间的通信,就是要靠Handler了。
- Message
定义：消息，理解为线程间通讯的数据单元（Handler接受和处理的消息对象。）
例如后台线程在处理数据完毕后需要更新UI，则可发送一条包含更新信息的Message给UI线程
- Message Queue
定义：消息队列作用：用来存放通过Handler发过来的消息，按照先进先出执行
Handler
定义：Handler是Message的主要处理者作用：负责将Message添加到消息队列&处理Looper分派过来的Message
- Looper
定义：循环器，扮演Message Queue和Handler之间桥梁的角色
作用：主要负责消息循环：循环取出Message Queue的Message；消息派发：将取出的Message交付给相应的Handler
每个线程中只能拥有一个Looper,但是一个Looper可以和多个线程的Handler绑定起来，也就是说很多个线程可以往一个Looper所持有的MessageQueue中发送消息。这就给我们提供了线程之间通信的可能。Handler在创建的时候可以显示指定Looper，这样在Handler在调用sendMessage()投递消息的时候会将消息添加到指定的Looper里面的MessageQueue。如果不指定Looper，Handler默认绑定的是创建它的线程的Looper。
Handler
提供sendMessage方法，将消息放置到队列中提供handleMessage方法，定义个各种消息的处理方式；
Handler的使用方式 因发送消息到消息队列的方式不同而不同
共分为2种：使用Handler.sendMessage（）、使用Handler.post（）
Looper
Looper.prepare()：实例化Looper对象；为当前线程生成一个消息队列；Looper.loop() ：循环从消息队列中获取消息，交给Handler处理；此时线程处于无限循环中，不停的从MessageQueue中获取Message 消息 ；如果没有消息就阻塞
MessageQueue
提供enqueueMessage 方法，将消息根据时间放置到队列中；提供next方法，从队列中获取消息，没有消息的时候阻塞；
Handler、Looper、MessageQueue关系类图
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工作流程
第一部分：Looper
Looper主要负责：
- 自身的创建&创建Message Queue
- 消息循环（消息取出、派发）
public static final void prepare() {
//判断sThreadLocal是否为null，否则抛出异常
//即Looper.prepare()方法不能被调用两次
//也就是说，一个线程中只能对应一个Looper实例
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
//sThreadLocal是一个ThreadLocal对象，用于在一个线程中存储变量
//实例化Looper对象并存放在ThreadLocal
//这说明Looper是存放在Thread线程里的
sThreadLocal.set(new Looper(true));
}
//再来看下Looper的构造方法
private Looper(boolean quitAllowed) {
//创建了一个MessageQueue（消息队列）
//这说明，当创建一个Looper实例时，会自动创建一个与之配对的MessageQueue（消息队列）
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mRun = true;
mThread = Thread.currentThread();
}
消息循环：loop()方法
public static void loop() {
//myLooper()方法作用是返回sThreadLocal存储的Looper实例，如果me为null，loop()则抛出异常
//也就是说loop方法的执行必须在prepare方法之后运行
//也就是说，消息循环必须要先在线程当中创建Looper实例
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
//获取looper实例中的mQueue（消息队列）
final MessageQueue queue = me.mQueue;
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
//进入消息循环
for (;;) {
//next()方法用于取出消息队列里的消息
//如果取出的消息为空，则线程阻塞
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
return;
}
Printer logging = me.mLogging;
if (logging != null) {
logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
msg.callback + ": " + msg.what);
}
//消息派发：把消息派发给msg的target属性，然后用dispatchMessage方法去处理
//Msg的target其实就是handler对象，下面会继续分析
msg.target.dispatchMessage(msg);
if (logging != null) {
logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
}
final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
if (ident != newIdent) {
Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"
+ Long.toHexString(ident) + " to 0x"
+ Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
+ msg.target.getClass().getName() + " "
+ msg.callback + " what=" + msg.what);
}
//释放消息占据的资源
msg.recycle();
}
}
实例化本身、与当前线程绑定、创建与之相应的MessageQueue：prepare()方法
一个线程只会有一个Looper实例，同时一个Looper实例也只有一个MessageQueue
消息循环（消息取出、消息派发）：loop()方法
不断从MessageQueue中去取消息，派发给消息的target属性的Handler，然后调用相应Handler的dispatchMessage()方法进行消息处理。
Handler
1.在子线程发送消息给MessageQueue
2.处理Looper派发过来的消息
使用Handler之前，会初始化一个Handler实例
Handler是需要和线程绑定在一起的，在初始化Handler的时候一般通过指定Looper对象从而绑定相应线程，即给Handler指定Looper对象=绑定到了Looper对象所在的线程中，Handler的消息处理回调会在那个线程中执行。一般有两种方法创建：
1.通过Loop.myLooper()得到当前线程的Looper对象/通过Loop.getMainLooper()可以获得当前进程的主线程的Looper对象。
2.不指定Looper对象，那么这个Handler绑定到了创建这个线程的线程上，消息处理回调也就在创建线程中执行.
Handler构造方法
public Handler() {
this(null, false);
}
public Handler(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());
}
}
//通过Looper.myLooper()获取了当前线程保存的Looper实例，如果线程没有Looper实例那么会抛出异常
//这说明在一个没有创建Looper的线程中是无法创建一个Handler对象的
//所以说我们在子线程中创建一个Handler时首先需要创建Looper，并且开启消息循环才能够使用这个Handler。
mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
//获取了这个Looper实例中保存的MessageQueue（消息队列）
//这样就保证了handler的实例与我们Looper实例中MessageQueue关联上了
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}
Post的发送方法：sendMessage()
showhandler.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
String line = "\n";
StringBuffer text = new StringBuffer(show.getText());
text.append(line).append("angelababy:Yes,I do");
show.setText(text);
}
相比send方法，post方法最大的不同在于，更新UI操作可直接在重写的run方法定义。
其实Runnable并没有创建什么线程，而是发送了一条消息，下面看源码：
public final boolean post(Runnable r)
{
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
private static Message getPostMessage(Runnable r) {
//创建了一个Message对象
//创建Message对象可以new，也可以使用Message.obtain()方法；
//但是更建议使用obtain方法，因为Message内部维护了一个Message池用于Message的复用，避免使用new 重新分配内存。
Message m = Message.obtain();
//将我们创建的Runable对象作为callback属性，赋值给了此message.
m.callback = r;
//创建了一个Message对象
return m;
}
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);
}
本文参考了以下博客：
https://blog.csdn.net/qq_36388797/article/details/72622155
https://blog.csdn.net/carson_ho/article/details/51290360
