MessageQueue没有消息时候会怎样？阻塞之后怎么唤醒呢？说说pipe/epoll机制？
接着上文的逻辑，当消息不可用或者没有消息的时候就会阻塞在next方法，而阻塞的办法是通过pipe/epoll机制
epoll机制是一种IO多路复用的机制，具体逻辑就是一个进程可以监视多个描述符，当某个描述符就绪（一般是读就绪或者写就绪），能够通知程序进行相应的读写操作，这个读写操作是阻塞的。在Android中，会创建一个Linux管道（Pipe）来处理阻塞和唤醒。
- 当消息队列为空，管道的读端等待管道中有新内容可读，就会通过
epoll机制进入阻塞状态。 - 当有消息要处理，就会通过管道的写端写入内容，唤醒主线程。
那什么时候会怎么唤醒消息队列线程呢？
还记得刚才插入消息的enqueueMessage方法中有个needWake字段吗，很明显，这个就是表示是否唤醒的字段。
其中还有个字段是mBlocked，看字面意思是阻塞的意思，去代码里面找找：
Message next() { for (;;) { synchronized (this) { if (msg != null) { if (now < msg.when) { nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE); } else { // Got a message. mBlocked = false; return msg; } } if (pendingIdleHandlerCount <= 0) { // No idle handlers to run. Loop and wait some more. mBlocked = true; continue; } } } }
在获取消息的方法next中，有两个地方对mBlocked赋值：
- 当获取到消息的时候，
mBlocked赋值为false，表示不阻塞。 - 当没有消息要处理，也没有
idleHandler要处理的时候，mBlocked赋值为true，表示阻塞。
好了，确实这个字段就表示是否阻塞的意思，再去看看enqueueMessage方法中，唤醒机制：
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) { synchronized (this) { boolean needWake; if (p == null || when == 0 || when < p.when) { msg.next = p; mMessages = msg; needWake = mBlocked; } else { 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; prev.next = msg; } if (needWake) { nativeWake(mPtr); } } return true; }
- 当链表为空或者时间小于表头消息时间，那么就插入表头，并且设置是否唤醒为
mBlocked。
再结合上述的例子，也就是当有新消息要插入表头了，这时候如果之前是阻塞状态（mBlocked=true），那么就要唤醒线程了。
- 否则，就需要取链表中找到某个节点并插入消息，在这之前需要赋值
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous()
也就是在插入消息之前，需要判断是否阻塞，并且表头是不是屏障消息，并且当前消息是不是异步消息。也就是如果现在是同步屏障模式下，那么要插入的消息又刚好是异步消息，那就不用管插入消息问题了，直接唤醒线程，因为异步消息需要先执行。
- 最后一点，是在循环里，如果发现之前就存在异步消息，那就还是设置是否唤醒为
false。
意思就是，如果之前有异步消息了，那肯定之前就唤醒过了，这时候就不需要再次唤醒了。
最后根据needWake的值，决定是否调用nativeWake方法唤醒next()方法。
同步屏障和异步消息是怎么实现的？
其实在Handler机制中，有三种消息类型：
同步消息。也就是普通的消息。异步消息。通过setAsynchronous(true)设置的消息。同步屏障消息。通过postSyncBarrier方法添加的消息，特点是target为空，也就是没有对应的handler。
这三者之间的关系如何呢？
- 正常情况下，同步消息和异步消息都是正常被处理，也就是根据时间when来取消息，处理消息。
- 当遇到同步屏障消息的时候，就开始从消息队列里面去找异步消息，找到了再根据时间决定阻塞还是返回消息。
也就是说同步屏障消息不会被返回，他只是一个标志，一个工具，遇到它就代表要去先行处理异步消息了。
所以同步屏障和异步消息的存在的意义就在于有些消息需要“加急处理”。
同步屏障和异步消息有具体的使用场景吗？
使用场景就很多了，比如绘制方法scheduleTraversals。
void scheduleTraversals() { if (!mTraversalScheduled) { mTraversalScheduled = true; // 同步屏障，阻塞所有的同步消息 mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier(); // 通过 Choreographer 发送绘制任务 mChoreographer.postCallback( Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null); } } Message msg = mHandler.obtainMessage(MSG_DO_SCHEDULE_CALLBACK, action); msg.arg1 = callbackType; msg.setAsynchronous(true); mHandler.sendMessageAtTime(msg, dueTime);
在该方法中加入了同步屏障，后续加入一个异步消息MSG_DO_SCHEDULE_CALLBACK，最后会执行到FrameDisplayEventReceiver，用于申请VSYNC信号。
更多Choreographer相关内容可以看看这篇文章——https://www.jianshu.com/p/86d00bbdaf60
Message消息被分发之后会怎么处理？消息怎么复用的？
再看看loop方法，在消息被分发之后，也就是执行了dispatchMessage方法之后，还偷偷做了一个操作——recycleUnchecked。
public static void loop() { for (;;) { Message msg = queue.next(); // might block try { msg.target.dispatchMessage(msg); } msg.recycleUnchecked(); } } //Message.java private static Message sPool; private static final int MAX_POOL_SIZE = 50; void recycleUnchecked() { flags = FLAG_IN_USE; what = 0; arg1 = 0; arg2 = 0; obj = null; replyTo = null; sendingUid = UID_NONE; workSourceUid = UID_NONE; when = 0; target = null; callback = null; data = null; synchronized (sPoolSync) { if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) { next = sPool; sPool = this; sPoolSize++; } } }
在recycleUnchecked方法中，释放了所有资源，然后将当前的空消息插入到sPool表头。
这里的sPool就是一个消息对象池，它也是一个链表结构的消息，最大长度为50。
那么Message又是怎么复用的呢？在Message的实例化方法obtain中：
public static Message obtain() { synchronized (sPoolSync) { if (sPool != null) { Message m = sPool; sPool = m.next; m.next = null; m.flags = 0; // clear in-use flag sPoolSize--; return m; } } return new Message(); }
直接复用消息池sPool中的第一条消息，然后sPool指向下一个节点，消息池数量减一。
Looper是干嘛呢？怎么获取当前线程的Looper？为什么不直接用Map存储线程和对象呢？
在Handler发送消息之后，消息就被存储到MessageQueue中，而Looper就是一个管理消息队列的角色。Looper会从MessageQueue中不断的查找消息，也就是loop方法，并将消息交回给Handler进行处理。
而Looper的获取就是通过ThreadLocal机制:
static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>(); 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)); } public static @Nullable Looper myLooper() { return sThreadLocal.get(); }
通过prepare方法创建Looper并且加入到sThreadLocal中，通过myLooper方法从sThreadLocal中获取Looper。
ThreadLocal运行机制？这种机制设计的好处？
下面就具体说说ThreadLocal运行机制。
//ThreadLocal.java public T get() { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) { ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); if (e != null) { @SuppressWarnings("unchecked") T result = (T)e.value; return result; } } return setInitialValue(); } public void set(T value) { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) map.set(this, value); else createMap(t, value); }
从ThreadLocal类中的get和set方法可以大致看出来，有一个ThreadLocalMap变量，这个变量存储着键值对形式的数据。
key为this，也就是当前ThreadLocal变量。value为T，也就是要存储的值。
然后继续看看ThreadLocalMap哪来的，也就是getMap方法：
//ThreadLocal.java ThreadLocalMap getMap(Thread t) { return t.threadLocals; } //Thread.java ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
原来这个ThreadLocalMap变量是存储在线程类Thread中的。
所以ThreadLocal的基本机制就搞清楚了：
在每个线程中都有一个threadLocals变量，这个变量存储着ThreadLocal和对应的需要保存的对象。
这样带来的好处就是，在不同的线程，访问同一个ThreadLocal对象，但是能获取到的值却不一样。
挺神奇的是不是，其实就是其内部获取到的Map不同，Map和Thread绑定，所以虽然访问的是同一个ThreadLocal对象，但是访问的Map却不是同一个，所以取得值也不一样。
这样做有什么好处呢？为什么不直接用Map存储线程和对象呢？
打个比方：
ThreadLocal就是老师。Thread就是同学。Looper（需要的值）就是铅笔。
现在老师买了一批铅笔，然后想把这些铅笔发给同学们，怎么发呢？两种办法：
- 1、老师把每个铅笔上写好每个同学的名字，放到一个大盒子里面去（map），用的时候就让同学们自己来找。
这种做法就是Map里面存储的是同学和铅笔，然后用的时候通过同学来从这个Map里找铅笔。
这种做法就有点像使用一个Map，存储所有的线程和对象，不好的地方就在于会很混乱，每个线程之间有了联系，也容易造成内存泄漏。
- 2、老师把每个铅笔直接发给每个同学，放到同学的口袋里（map），用的时候每个同学从口袋里面拿出铅笔就可以了。
这种做法就是Map里面存储的是老师和铅笔，然后用的时候老师说一声，同学只需要从口袋里拿出来就行了。
很明显这种做法更科学，这也就是ThreadLocal的做法，因为铅笔本身就是同学自己在用，所以一开始就把铅笔交给同学自己保管是最好的，每个同学之间进行隔离。
还有哪些地方运用到了ThreadLocal机制？
比如：Choreographer。
public final class Choreographer { // Thread local storage for the choreographer. private static final ThreadLocal<Choreographer> sThreadInstance = new ThreadLocal<Choreographer>() { @Override protected Choreographer initialValue() { Looper looper = Looper.myLooper(); if (looper == null) { throw new IllegalStateException("The current thread must have a looper!"); } Choreographer choreographer = new Choreographer(looper, VSYNC_SOURCE_APP); if (looper == Looper.getMainLooper()) { mMainInstance = choreographer; } return choreographer; } }; private static volatile Choreographer mMainInstance;
Choreographer主要是主线程用的，用于配合 VSYNC中断信号。
所以这里使用ThreadLocal更多的意义在于完成线程单例的功能。
可以多次创建Looper吗？
Looper的创建是通过Looper.prepare方法实现的，而在prepare方法中就判断了，当前线程是否存在Looper对象，如果有，就会直接抛出异常：
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)); } private Looper(boolean quitAllowed) { mQueue = new MessageQueue(quitAllowed); mThread = Thread.currentThread(); }
所以同一个线程，只能创建一个Looper，多次创建会报错。
Looper中的quitAllowed字段是啥？有什么用？
按照字面意思就是是否允许退出，我们看看他都在哪些地方用到了：
void quit(boolean safe) { if (!mQuitAllowed) { throw new IllegalStateException("Main thread not allowed to quit."); } synchronized (this) { if (mQuitting) { return; } mQuitting = true; if (safe) { removeAllFutureMessagesLocked(); } else { removeAllMessagesLocked(); } } }
哦，就是这个quit方法用到了，如果这个字段为false，代表不允许退出，就会报错。
但是这个quit方法又是干嘛的呢？从来没用过呢。还有这个safe又是啥呢？
其实看名字就差不多能了解了，quit方法就是退出消息队列，终止消息循环。
- 首先设置了
mQuitting字段为true。 - 然后判断是否安全退出，如果安全退出，就执行
removeAllFutureMessagesLocked方法，它内部的逻辑是清空所有的延迟消息，之前没处理的非延迟消息还是需要取处理，然后设置非延迟消息的下一个节点为空（p.next=null）。 - 如果不是安全退出，就执行
removeAllMessagesLocked方法，直接清空所有的消息，然后设置消息队列指向空（mMessages = null）
然后看看当调用quit方法之后，消息的发送和处理：
//消息发送 boolean enqueueMessage(Message msg, long when) { 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; } }
当调用了quit方法之后，mQuitting为true，消息就发不出去了，会报错。
再看看消息的处理，loop和next方法：
Message next() { for (;;) { synchronized (this) { if (mQuitting) { dispose(); return null; } } } } public static void loop() { for (;;) { Message msg = queue.next(); if (msg == null) { // No message indicates that the message queue is quitting. return; } } }
很明显，当mQuitting为true的时候，next方法返回null，那么loop方法中就会退出死循环。
那么这个quit方法一般是什么时候使用呢？
- 主线程中，一般情况下肯定不能退出，因为退出后主线程就停止了。所以是当APP需要退出的时候，就会调用quit方法，涉及到的消息是EXIT_APPLICATION，大家可以搜索下。
- 子线程中，如果消息都处理完了，就需要调用quit方法停止消息循环。
Looper.loop方法是死循环，为什么不会卡死（ANR）？
关于这个问题，强烈建议看看Gityuan的回答：https://www.zhihu.com/question/34652589
我大致总结下：
- 1、主线程本身就是需要一只运行的，因为要处理各个View，界面变化。所以需要这个死循环来保证主线程一直执行下去，不会被退出。
- 2、真正会卡死的操作是在某个消息处理的时候操作时间过长，导致掉帧、ANR，而不是loop方法本身。
- 3、在主线程以外，会有其他的线程来处理接受其他进程的事件，比如
Binder线程（ApplicationThread），会接受AMS发送来的事件 - 4、在收到跨进程消息后，会交给主线程的
Hanlder再进行消息分发。所以Activity的生命周期都是依靠主线程的Looper.loop，当收到不同Message时则采用相应措施，比如收到msg=H.LAUNCH_ACTIVITY，则调用ActivityThread.handleLaunchActivity()方法，最终执行到onCreate方法。 - 5、当没有消息的时候，会阻塞在loop的
queue.next()中的nativePollOnce()方法里，此时主线程会释放CPU资源进入休眠状态，直到下个消息到达或者有事务发生。所以死循环也不会特别消耗CPU资源。
Message是怎么找到它所属的Handler然后进行分发的？
在loop方法中，找到要处理的Message，然后调用了这么一句代码处理消息：
msg.target.dispatchMessage(msg);
所以是将消息交给了msg.target来处理，那么这个target是啥呢？
找找它的来头：
//Handler private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue,Message msg,long uptimeMillis) { msg.target = this; return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis); }
在使用Hanlder发送消息的时候，会设置msg.target = this，所以target就是当初把消息加到消息队列的那个Handler。
Handler 的 post(Runnable) 与 sendMessage 有什么区别
Hanlder中主要的发送消息可以分为两种：
- post(Runnable)
- sendMessage
public final boolean post(@NonNull Runnable r) { return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0); } private static Message getPostMessage(Runnable r) { Message m = Message.obtain(); m.callback = r; return m; }
通过post的源码可知，其实post和sendMessage的区别就在于：
post方法给Message设置了一个callback。
那么这个callback有什么用呢？我们再转到消息处理的方法dispatchMessage中看看：
public void dispatchMessage(@NonNull Message msg) { if (msg.callback != null) { handleCallback(msg); } else { if (mCallback != null) { if (mCallback.handleMessage(msg)) { return; } } handleMessage(msg); } } private static void handleCallback(Message message) { message.callback.run(); }
这段代码可以分为三部分看：
- 1、如果
msg.callback不为空，也就是通过post方法发送消息的时候，会把消息交给这个msg.callback进行处理，然后就没有后续了。 - 2、如果
msg.callback为空，也就是通过sendMessage发送消息的时候，会判断Handler当前的mCallback是否为空，如果不为空就交给Handler.Callback.handleMessage处理。 - 3、如果
mCallback.handleMessage返回true，则无后续了。 - 4、如果
mCallback.handleMessage返回false，则调用handler类重写的handleMessage方法。
所以post(Runnable) 与 sendMessage的区别就在于后续消息的处理方式，是交给msg.callback还是 Handler.Callback或者Handler.handleMessage。
Handler.Callback.handleMessage 和 Handler.handleMessage 有什么不一样？为什么这么设计？
接着上面的代码说，这两个处理方法的区别在于Handler.Callback.handleMessage方法是否返回true：
- 如果为
true，则不再执行Handler.handleMessage - 如果为
false，则两个方法都要执行。
那么什么时候有Callback，什么时候没有呢？这涉及到两种Hanlder的 创建方式：
val handler1= object : Handler(){ override fun handleMessage(msg: Message) { super.handleMessage(msg) } } val handler2 = Handler(object : Handler.Callback { override fun handleMessage(msg: Message): Boolean { return true } })
常用的方法就是第1种，派生一个Handler的子类并重写handleMessage方法。而第2种就是系统给我们提供了一种不需要派生子类的使用方法，只需要传入一个Callback即可。
Handler、Looper、MessageQueue、线程是一一对应关系吗？
- 一个线程只会有一个
Looper对象，所以线程和Looper是一一对应的。 MessageQueue对象是在new Looper的时候创建的，所以Looper和MessageQueue是一一对应的。Handler的作用只是将消息加到MessageQueue中，并后续取出消息后，根据消息的target字段分发给当初的那个handler，所以Handler对于Looper是可以多对一的，也就是多个Hanlder对象都可以用同一个线程、同一个Looper、同一个MessageQueue。
总结：Looper、MessageQueue、线程是一一对应关系，而他们与Handler是可以一对多的。
