Handler：主要负责消息的发送和接受；
Looper： 在android的消息机制中扮演着消息循环的角色；
MessageQueue：消息存放的容器；
下面我们就按照消息发送的流程 通过源码解析进一步了解 Handler、Looper、MessageQueue 这三者之间的关系。
Handler 的消息发送可以通过send或者post 方法来实现。
post：
public final boolean post(Runnable r)
{
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}send：
public final boolean sendMessage(Message msg)
{
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}通过上述代码我们可以看到 无论是post 还是send 最终都是调用了
sendMessageDelayed 该方法，所以我们只需要通过该方法进行研究即可。
以下是 sendMessageDelayed 方法的源码
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}可以看到该方法中调用了 sendMessageAtTime 方法。
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);
}在该方法中我们可以看到 mQueue 是一个全局变量，而这个变量的赋值是在Handler 构造函数中得到的。
同时在Handler 构造函数中 我们可以看到mQueue变量的获取依赖于Looper 对象是否为空。如果Looper对象为空，则程序将抛出异常，Can’t create handler inside thread that has not called Looper.prepare() ，通过改异常我们可以看出在使用Handler.sendMessage之前，我们必须调用Looper.prepare()该方法去初始化Looper对象，
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));
}那么现在又读者疑问了，我们在UI 线程中并没有去调用Looper.prepare()方法，那么这是为什么呢？
以下将会结束为什么主线程中没有调用Looper.prepare()方法：
首先我们先看ActivityThread的main函数：
public static void main(String[] args) {
.....
Looper.prepareMainLooper();
....
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}我们都知道Activity启动之后会启动主线程ActivityThread ，在ActivityThread main 函数中我们可以看出内部调用了
Looper.prepareMainLooper()；
public static void prepareMainLooper() {
prepare(false);
....
}而 Looper.prepareMainLooper() 该方法在Looper中调用了prepare方法，
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));
}该方法中 初始化了一个Looper对象并将该对象放在了ThreadLocal对象中。
可以看出主线程也必须调用Looper.prepare（）该方法，只不过系统已经帮我们初始化了，不需要我们去主动调用了。
而在非主线程中，我们必须手动调用Looper.prepare()方法。
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当Looper 不为空 则从Looper对象中得到了 mQueue
public Handler(Callback callback, boolean async) {
...
mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
//得到mQueue
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}通过mQueue是通过Looper 中的一个属相变量得到了，那么我们可以猜测mQueue的初始化时在Looper中 进行初始化的。
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}果不出所料 在Looper 的构造函数中我们看到了 mQueue的初始化 其实 mQueue 是一个MessageQueue对象。
ok 现在我们继续看Handler的消息发送，在sendMessageAtTime 方法中得到mQueue对象之后，调用了 enqueueMessage该方法，
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}通过改方法 我们可以看出最终调用了MessageQueue的 enqueueMessage方法，而该方法 则表示 将一条消息插入到消息队列中。
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
if (msg.target == null) {
throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
}
if (msg.isInUse()) {
throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
}
synchronized (this) {
if (mQuitting) {
IllegalStateException e = new IllegalStateException(
msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
msg.recycle();
return false;
}
msg.markInUse();
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
// New head, wake up the event queue if blocked.
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
// Inserted within the middle of the queue. Usually we don't have to wake
// up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
// and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
Message prev;
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;
}
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);
}
}
return true;
}我们通过源码可以看出 MessageQueue 内部的存储是通过单链表的形式 存储Message的。
同时Handler发送消息其实就是往MessageQueue中插入了一条message。
ok 到现在我们应该能明白消息是如何通过Handler对象进行发送的。
下面我们继续看消息是如何从MessageQueue 中读取出来，然后回调给Handler的。
在MessageQueue中 消息的读取其实是通过内部next()方法进行的。
Message next() {
// Return here if the message loop has already quit and been disposed.
// This can happen if the application tries to restart a looper after quit
// which is not supported.
final long ptr = mPtr;
if (ptr == 0) {
return null;
}
int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
int nextPollTimeoutMillis = 0;
for (;;) {
if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
Binder.flushPendingCommands();
}
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
// Try to retrieve the next message. Return if found.
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
if (msg != null && msg.target == null) {
// Stalled by a barrier. Find the next asynchronous message in the queue.
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
if (msg != null) {
if (now < msg.when) {
// Next message is not ready. Set a timeout to wake up when it is ready.
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
} else {
// Got a message.
mBlocked = false;
if (prevMsg != null) {
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null;
if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
msg.markInUse();
return msg;
}
} else {
// No more messages.
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
// Process the quit message now that all pending messages have been handled.
if (mQuitting) {
dispose();
return null;
}
// If first time idle, then get the number of idlers to run.
// Idle handles only run if the queue is empty or if the first message
// in the queue (possibly a barrier) is due to be handled in the future.
if (pendingIdleHandlerCount < 0
&& (mMessages == null || now < mMessages.when)) {
pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
}
if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {
// No idle handlers to run. Loop and wait some more.
mBlocked = true;
continue;
}
if (mPendingIdleHandlers == null) {
mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];
}
mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);
}
// Run the idle handlers.
// We only ever reach this code block during the first iteration.
for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {
final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
mPendingIdleHandlers[i] = null; // release the reference to the handler
boolean keep = false;
try {
keep = idler.queueIdle();
} catch (Throwable t) {
Log.wtf(TAG, "IdleHandler threw exception", t);
}
if (!keep) {
synchronized (this) {
mIdleHandlers.remove(idler);
}
}
}
// Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again.
pendingIdleHandlerCount = 0;
// While calling an idle handler, a new message could have been delivered
// so go back and look again for a pending message without waiting.
nextPollTimeoutMillis = 0;
}
}可以看出next 方法是一个无限循环的方法，如果消息队列中没有消息，则next方法一直阻塞在这里，当有新消息来的时候next方法会返回这条消息并将其从单链表中删除。
而MessageQueue.next() 方法 我们可以看出 是在 Looper.loop
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
.....
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
.....
try {
msg.target.dispatchMessage(msg);
} finally {
if (traceTag != 0) {
Trace.traceEnd(traceTag);
}
}
.....
}通过Looper.loop源码我们可以看到，loop方法也是一个无线循环，唯一跳出循环条件是 queue.next() 返回为null
而next 方法是一个阻塞操作，当没有消息时，next一直阻塞在哪，这也导致loop 一只阻塞在哪。
如果messageQueue 中有 了新的消息，Looper就会处理这条消息。 调用msg.target.dispatchMessage(msg); 该方法。
通过源码
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}msg.target就是发送这条消息的Handler
这样Handler发送的消息最终又交给了Handler的dispatchMessage 方法
而Handler 的dispatchMessage方法源码
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}首先 检查Message的callback 是否为null， 不为null 就通过handleCallback 来处理消息，Message的callback是一个Runnable对象，实际上就是 Handler的post方法所传递的Runnable参数
通过源码可以看到
public final boolean post(Runnable r)
{
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();
m.callback = r;
return m;
}private static void handleCallback(Message message) {
message.callback.run();
}通过handleCallback 源码可以看出 回调到了 外部Runnable 的 run方法；
外部使用：
handler.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
}
});如果message.callback 为null，则会继续去判断 mCallback 是否为null；
如果不为null，则调用mCallback.handleMessage(msg) 该方法，
mCallback.handleMessage(msg)的源码 可以看出
public interface Callback {
public boolean handleMessage(Message msg);
}由此 我们可以看出 外部Handler 可以通过 Callback 来创建
外部使用：
Handler handler = new Handler(new Handler.Callback() {
@Override
public boolean handleMessage(Message msg) {
return false;
}
});当 mCallback 为null 则直接调用 handleMessage(msg); 该方法
外部使用；
private Handler handler = new Handler(){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
}
}; 以下是dispatchMessage 的调用流程图
ok 到这我们还存在一个疑问，就是Looper.loop是什么时候调用的？
通过ActivityThread 的源码我们可以看出
public static void main(String[] args) {
....
Looper.loop();
....
}在主线程中系统是帮助我们调用了Looper.loop方法，所以在非主线程中我们需要手动去调用Looper.loop 方法。
