从设计角度理解Handler通信机制
Handler通信机制大家都很熟悉了，但是我们不应满足于知道如何使用这套机制，本文试图从背后的设计思路着手，更深入地理解Handler的设计原理。
我们将从线程分工、建立通信、添加和处理、处理时机和内存泄露原理五个方面，尝试学习Handler的设计原理。
线程分工
App中的View都是由ViewRootImpl负责的，刷新View都是从ViewRootImpl发起的，在ViewRootImpl中，有这样一个前置的判断函数
void checkThread() {
if (mThread != Thread.currentThread()) {
throw new CalledFromWrongThreadException(
"Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");
}
}
这个函数起到的作用就是，只有主线程ActivityThread能刷新View。
背后的设计原理是，为了系统界面表现流畅，View的刷新时间必须在16ms之内，这就不能使用复杂的多线程锁同步机制来刷新UI，需要硬性限制只能在主线程ActivityThread中操作UI，其他工作线程不得操作UI。（仅在通过ViewRootImpl操作View时限制为主线程，如果直接操作window，如Toast，就不要求必须是主线程）
所以从线程分工的角度看，主线程和子线程之间需要有一套通信机制，Android提供的就是Handler通信机制。
建立通信
我们知道主线程ActivityThread角色非常重要，必须保持流畅，不能阻塞，所以不能用共享数据和锁同步的方式来建立通信，那样开销太大，也太危险。
我们很容易想到使用队列，在ActivityThread中维持一个队列，把任务排进队列里，ActivityThread可以通过这个队列来管理任务，这样可以避免锁开销。
但是，使用队列需要解决两个问题：
1.工作线程需要向队列写数据
2.必须保证队列的线程安全（而且不能用锁同步，否则没有意义）
这两个问题看起来是相互矛盾的，但是Android巧妙地采用了ThreadLocal解决了这个问题。
我们知道，Thread本身也是一个对象，这就可以在Thread的对象实例里维持一个数据集合，具体是一个ThreadLocal.ThreadLocalMap集合（其实是一个数组，每个元素Entry有key和value两个数据，key是ThreadLocal对象），所以每个Thread实例都自己的ThreadLocal对象，是其他线程访问不到的。
这样问题2就解决了，队列放到ThreadLocal里，只有所在的线程能操作这个队列，这样可以保证队列的线程安全。
至于问题1，因为其他的线程不能操作主线程的队列，所以就需要一个主线程的对象来做中转，这个对象不能是ThreadLocal的，这样可以被其他线程访问，这个对象还需要能引用主线程队列，这样可以向队列里插数据。
这个对象，就是android.os.Handler，他引用了当前线程的Looper，从而可以操作Looper的消息队列MessageQueue。
添加和处理
对于消息队列的添加和处理，就到了我们最常使用的环节了，添加是很简单的，handler直接把message添加进messagequeue即可，具体有send Message和post Runnable两种函数，不过最终都是包装为message。
为了处理队列中的消息，主线程会持续不断地运转Looper，依次处理队列中的任务，但是从职责分工上，Looper自己不处理任务，需要把消息交给某个对象处理，Android的做法是，在handler添加消息时，让这个message引用这个handler（target属性），在Looper需要处理这个消息时，就把这个message交给引用的这个handler来处理，然后就会进入我们熟悉handler的handleMessage回调。
（如果message是post的runnable对象，就不需要handler处理，这时的做法是让message的另一个属性callback指向这个runnable，Looper直接回调这个runnable）
处理时机
基本流程上，都是通过MessageQueue的next函数来排队处理的。
处理任务的时机可以分为即时、排队和闲时。
对于主线程来说，可以即时发起任务。
对于子线程来说，因为handler机制本质是一个消息队列，只能排队处理任务，排队时可以定义延迟执行的时机。
在某些情况下，不紧迫的任务不想占用队列，又想排进队列，就可以用消息队列的IdleHandler添加闲时任务，在队列不忙的时候处理。
关于Handler对于延迟消息的处理，其实需要解决三个问题：队列怎么管理延迟消息和非延迟消息、如何判断延迟消息的时间、如何与手机状态（休眠）关联
1.队列怎么管理延迟消息和非延迟消息：在enqueuMessage时，会按msg.when的时间排序；在Looper用next处理消息时，根据when去计算需要等待的时间，这个时间赋给nextPollTimeoutMillis，用于阻塞一定的时间。
2.如何判断延迟消息的时间：延迟消息会有个msg.when，这个时间与系统启动后的时间SystemClock.uptimeMillis()做对比，得出是否可以执行，这个时间差会赋给nextPollTimeoutMillis，用于控制阻塞时间。
3.如何与手机状态（休眠）关联：android在息屏之后很容易进入休眠，休眠时SystemClock.uptimeMillis是不更新的，android会定期去唤醒手机接收消息，（这会导致息屏后延迟消息的时间不准）
内存泄露原理
Handler最典型的问题是内存泄露，这跟Google官方给的例子（匿名内部类）误导也有关系。
我们可以梳理一下Handler匿名内部类出现内存泄露的原理：
匿名内部类的外部类是Activity（举例）；
匿名内部类在编译时会把外部类Activity的实例作为构造参数传进来；
匿名内部类就引用了Activity实例；
匿名内部类的Handler实例向MessageQueue传入了一个延迟消息，这个消息的target会引用handler；
这样message就引用了handler，间接引用了Activity；
message是messageQueue里的，messageQueue是Looper里的，Looper是ActivityThread主线程里的，主线程是始终在运行Looper的，符合JVM对GCRoot规定中的第一种“虚拟机栈中的引用”。
所以，Activity到GCRoot是可达的强引用，哪怕Activity已退出，只要message还没有得到处理，就会导致内存泄露。
