Android 消息机制

Android消息机制主要指的是Handler的运行机制及MessageQueue和Looper的工作过程，其作用是完成主线程与子线程间的消息传递，因此要完成此操作则还需要MessageQueue与Looper的协助。Android为什么提供Handler？主要是因为Android中针对UI的操作只能在UI线程也即是主线程中操作。而如果在子线程中直接访问UI则会抛出CalledFromWrongThreadException异常。在Android不建议在UI线程中进行耗时的操作，并且只能在主线程中访问UI的情况下Handler就诞生了。其主要的作用就是解决了子线程访问UI的问题。

Handler的组成

Message：线程之间传递的消息；可以在内部携带少量的信息，用于在不同线程之间交换数据，如除了what还有arg1、arg2字段携带一些整形数据和obj携带一个Object对象。
Handler：消息处理者；主要用于发送和处理消息，将任务切换到指定的线程中执行，一般使用sendMessage（）方法和 sendEmptyMessage（）方法，后者是直接传入message.what的值。消息发送后会在Hnadler的handleMessage（）方法中处理。
MessageQueue：消息队列；用于存放所有通过Handler发送的消息，其内部存储了一组消息，以队列的形式对外提供插入和删除的工作，但其内部存储结构并不是真正的队列，而是采用单链表的数据结构来存储消息列表。每个线程只会有一个MessageQueue对象。
Looper：管理MessageQueue；由于MussageQueue只是一个消息的存储单元，并不能处理消息，所以消息的处理就有Looper来执行。Looper会以无限循环的形式去查找是否有新的消息，有就处理，否则一直等待着。Looper中有个ThreadLocal，但其并不是一个线程，而是起到在每个线程中存储数据的作用。Handler在创建的时候回采用当前线程的Looper来构造消息循环系统，而正是这个TreadLocal正好起到获取当前线程Looper的作用。调用Looper的loop（）方法就会进入循环，会一直查询MessageQueue中的消息，并将其取出传递到Handler的handleMessage（）方法中。每个线程同样也只有一个Looper对象。
TreadLocal：可以在不同的线程中互不干扰地存储并提供数据，通过TreadLocal可以轻松获取每个线程的Looper。但是线程默认情况下是没有Looper的，因此在使用Handler时就必须为线程创建Looper。至于主线程中为什么可以使用Handler是因为在ActivityThread被创建时就会初始化Looper。

Handler的工作原理

Handler在创建时会采用当前线程的Looper来构建内部的消息循环系统，但只有主线程才有初始化默认Looper，而子线程中无Looper，因此在子线程中创建Handler时需要在当前的子线程中创建一个Looper。
在Handler创建完毕后，就开始与Looper和MessageQueue一起协同工作了。通过Handler的Post方法将一个Runnable投递到Handler内部的Looper中去处理，或者通过Handler的send方法发送一个消息，这个消息同样会在Looper中处理。而其实Post方法最终也是通过Send方法来完成的。
Send方法的工作过程是当该方法被调用时，它会调用MessageQueue的enqueueMessage方法将这个消息放入消息队列中，然后Looper返现有新的消息进来时就会去处理这个消息，最终消息中的Runnable或者Handler的handleMessage方法会被调用。注意此处Looper是运行在创建的Handler所有在的线程中，这样Handler中的业务逻辑就被切换到创建Handler所在的线程中去执行了。这也是Handler的主要作用了。

Handler的执行流程

1、在主线程中创建一个Handler对象，并重写HandlerMessage（）方法；
2、当要在子线程中修改UI时，创建一个Message对象，通过主线程中的handler对象调用sendMessage（message）方法将消息发出。
3、message消息被添加至MessageQueue队列中等待处理。
4、Looper通过调用loop（）方法开启循环读取MessageQueue队列，如果有待处理的消息则分发回Handler的handleMessage（）方法中。
5、Handler的handleMessage通过消息数据判断执行相应的操作。此时因为Handler是在主线程中创建，因此操作也相应是在主线程中执行。

Handler的简单使用

public class HandlerActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener{    private static final int UPDATE_UI = 1;    private Handler handler = new Handler(){        @Override        public void handleMessage(Message msg) {            super.handleMessage(msg);            switch (msg.what){                case UPDATE_UI:                    // 更新UI                    textView.setText(msg.obj.toString());                    break;                default:                    break;            }        }    };    private TextView textView;    @Override    public void onCreate(Bundle savedInstanceState, PersistableBundle persistentState) {        super.onCreate(savedInstanceState, persistentState);        setContentView(R.layout.activity_handler);        textView = (TextView) findViewById(R.id.text);        textView.setOnClickListener(this);    }    @Override    public void onClick(View v) {        switch (v.getId()){            case R.id.text:                new Thread(new Runnable() {                    @Override                    public void run() {                        Message message = new Message();                        message.obj = "newText";                        message.what = UPDATE_UI;                        handler.sendMessage(message);                    }                });                break;        }    }}

停止handler：

handler.removeMessages(UPDATE_UI);

runOnUiThread

runOnUiThread也有运行在主线程的作用，但其实它也是异步消息的一个接口封装。其原理也是使用Handler机制。使用简单，只需在子线程中调用此方法，传入一个Runnable并重写run即可

new Thread(new Runnable() {    @Override    public void run() {        runOnUiThread(new Runnable() {            @Override            public void run() {            // 更新UI            }        });    }});

我们查看runOnUiThread的源码可发现如果不是在UI线程中确实是使用Handler。

public final void runOnUiThread(Runnable action) {        if (Thread.currentThread() != mUiThread) {            mHandler.post(action);        } else {            action.run();        }    }

进入post看下，调用的sendMessageDelayed（）方法第一个参数就是Message

public final boolean post(Runnable r)    {       return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);    }

再进入sendMessageDelayed（），可以看到调用的是sendMessageAtTime（）方法，好了先到这。

public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)    {        if (delayMillis < 0) {            delayMillis = 0;        }        return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);    }

我们再看下handler的sendMessage（）方法

public final boolean sendMessage(Message msg)    {        return sendMessageDelayed(msg, 0);    }

进入sendMessageDelayed（）方法，同样我们可以看到sendMessageAtTime（）方法。

public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)    {        if (delayMillis < 0) {            delayMillis = 0;        }        return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);    }

在此我们回去看刚才的代码，可以看出其实sendMessage（）方法、sendMessageDelayed（）方法最终都是调用sendMessageAtTimsendMessageAtTimee（）方法，区别就是sendMessage是sendMessageDelayed将第二个参数的延迟时间设为0，sendMessageDelayed是sendMessageAtTime将第二个参数的发送时间设为开机时间加上延迟时间。

既然到了这那再往下看，可能还会加深理解也说不定（最后发现我错了，因为并不简单o(╯□╰)o）。我们点开sendMessageAtTime（）方法。这里就不在放全部源码了，可以自己点开看。里面最终调用的是enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis)方法，这时消息就进入MessageQueue管辖范围了。其中queue就是一个MessageQueue队列。而创建该队列对象需要Looper对象来获取。因为Looper是用来管理MessageQueue的。这个Looper对象通过Looper.myLooper()获取。这个myLooper（）方法就会通过ThreadLocal来获取。接下来就如上面说的那样。因为源码挺多的。所以具体的源码分析可以看一些相关的原理详解的材料，如《Android开发艺术探索》。