结合源码理解Android消息机制
Android的消息机制指的是Handler、Looper、MessageQueue三者的运行机制，这三个是一体的，缺一不可。下面来介绍下这三者的工作原理。
消息队列的工作原理
MessageQueue 是以单链表的数据结构来存储消息的单元，主要包含两个操作：插入和读取，读取又伴随着删除操作。
插入对应enqueueMessage()方法，这个方法的作用是往消息队列中插入一条消息。
读取对应next()方法，这个方法是从MessageQueue中读取一条消息并将其从消息队列删除。如果有新消息，next()方法就会返回这条消息给 Looper 并将其从消息队列中移除，如果消息队列中没有消息，next()就会一直阻塞在那里。
Looper的工作原理
Looper扮演着消息循环的角色，它会无限循环的查看MessageQueue中是否有新消息，有新消息就处理，没有就阻塞。
源码中 Looper 的构造函数：
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
在 Looper 的构造函数会创建一个消息队列，所以Looper和MessageQueue是一对一的关系。
Looper 的构造函数是private的，不能在外部直接 new，Handler 的运行必须要有 Looper，那么如何创建 Looper 呢？
Looper为我们提供了prepare()方法，源码如下：
/** Initialize the current thread as a looper.
+ This gives you a chance to create handlers that then reference
+ this looper, before actually starting the loop. Be sure to call
+ {@link #loop()} after calling this method, and end it by calling
+ {@link #quit()}.
*/
public static void prepare() {
prepare(true);
}
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));
}
prepare的源码很简单，先是调用new Looper(quitAllowed)方法构造Looper，然后把这个Looper对象保存到ThreadLocal中，在其他地方可以通过这个ThreadLocal的get方法来取得这个Looper对象。
创建Looper后，再通过loop方法来开启消息循环，只有调用了looper方法，消息循环系统才会起作用。
看下looper方法的源码：
/**
*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();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
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 (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// 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);
if (logging != null) {
logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
}
// Make sure that during the course of dispatching the
// identity of the thread wasn't corrupted.
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);
}
msg.recycleUnchecked();
}
}
从loop的源码可以看出：它是一个死循环，他内部调用的是MessageQueue的next()方法。当next()返回新消息，Looper 就会处理此消息：
msg.target.dispatchMessage(msg)
msg.target指得是发送该消息的 Handler 对象，而dispatchMessage运行在创建 Handler 的 Looper 所在的线程，即消息的处理是在 Looper 所在的线程。
MessageQueue 的 next() 方法没消息时就会一直阻塞在那里，导致 loop() 方法也一直阻塞在那里，这样子线程就会一直处于等待状态。
我们可以看到注释里有这么一句话:
Be sure to call {@link #quit()} to end the loop`.
// 要我们确保调用了 quit() 方法来结束 loop。
Looper提供了两个退出循环的方法：
/**
*Quits the looper.
*/
public void quit() {
mQueue.quit(false);
}
/**
* Quits the looper safely.
*/
public void quitSafely() {
mQueue.quit(true);
}
这两个方法最终调用的时 MessageQueue 里的quit()方法，MessageQueue 的 quit() 方法通知消息队列退出，当消息队列被标记为退出状态时，next()方法就会返回null，从源码中可以看到跳出loop循环的唯一方法是 MessageQueue 的 next() 方法返回null，这样 Looper 就退出了，线程就会立刻终止。
这两个方法的区别是：quit()直接退出，quitSaftely()把消息队列里的消息都处理完毕后在安全的退出。
Handler的工作原理
Handler通过post的一系列方法发送Runnable对象，或通过send的一系列方法发送Message对象，post 方法最终调用的还是 send 方法：
public final boolean post(Runnable r) {
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
public final boolean sendMessage(Message msg) {
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}
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);
}
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
由源码可以看到，使用 post 方法发送 Runnable 或 send 方法发送 Message 对象，最终是调用是 MessageQueue 的 enqueueMessage() 方法向 MessageQueue 中插入消息，所以 post 或 send 系列方法只是向 MessageQueue 中插入一条消息。
MessageQueue 的 next() 方法发现有新消息，取出来交给 Looper 处理， Looper 又把消息交给 Handler 的 dispatchMessage() 处理，看下 dispatchMessage() 方法：
/**
* Handle system messages here.
*/
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
首先是判断msg.callback，这个 msg.callback 指的时 post 方法所发送的 Runnable 对象，如果不为 null 就执行 handleCallback(msg) 方法，这个方法很简单，就是执行传入的 Runnable 的 run 方法。
private static void handleCallback(Message message) {
message.callback.run();
}
然后判断 mCallback ，如果不为 null, 就调用mCallback.handleMessage(msg)处理消息， mCallback 是个 Handler.Callback 对象，Handler.Callback是个接口：
/**
* Callback interface you can use when instantiating a Handler to avoid
* having to implement your own subclass of Handler.
*
* @param msg A {@link android.os.Message Message} object
* @return True if no further handling is desired
*/
public interface Callback {
public boolean handleMessage(Message msg);
}
我们可以实现这个接口，然后以Handler handler = new Handler(callback)这种方式来创建 Handler 对象，这个的作用是可以创建一个 Handler 的实例，但不需要派生一个Handler子类并重写其 handleMessage() 方法。
最后调用Handler的 handleMessage() 方法，也就是我们在代码中复写的那个 handleMessage() 方法。
Handler还有一个特殊的构造方法：
/**
* Use the provided {@link Looper} instead of the default one.
*
* @param looper The looper, must not be null.
*/
public Handler(Looper looper) {
this(looper, null, false);
}
这个构造函数的作用是创建一个指定Looper的Handler实例。我们可以在子线程中创建一个这样的实例：
Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper());
Looper.getMainLooper()返回的时主线程的Looper，这样的Handler可以实现在在子线程中发送消息，在主线程中处理，因为前面提到过:消息处理是在Looper所在的线程。
总结：
- 线程默认是没有Looper，要使用Handler必须要创建一个Looper
- 主线程，也就是UI线程，被创建时就会初始化Looper，这就是主线程可以不用创建Looper直接使用Handler的原因
- 在Looper的构造函数中会创建对应的MessageQueue
- Looper和MessageQueue是一对一的关系，一个Looper可对应多个Handler
- Looper处理消息最终是把消息交给发送这条消息的Handler处理，Handler的dispatchMessage方法会被调用
- dispatchMessage方法是在创建Handler时所使用的Looper所在的线程中执行的
