前言：又到了一年一度的跳槽季，准备跳槽的你在关于Android面试方面的知识都完全掌握了吗？Android面试中经常被问到的知识——Android消息机制即Handler有关的问题你都能解释的清楚吗？如果你对Android消息机制比较模糊或者能够回答与Handler有关的问题但是不清楚其中的原理，那么你将会在本文得到你想要的答案。
阅读本文后的收货
阅读本文后你将会有以下收获：
- 清楚的理解Handler的工作原理
- 理清Handler、Message、MessageQueue以及Looper之间的关系
- 知道Looper是怎么和当前线程进行绑定的
- 是否能在子线程中创建Handler
- 获得分析Handler源码的思路
要想有以上的收获，就需要研究Handler的源码，从源码中来得到答案。
开始探索之路
Handler的使用
先从Handler的使用开始。我们都知道Android的主线程不能处理耗时的任务，否者会导致ANR的出现，但是界面的更新又必须要在主线程中进行，这样，我们就必须在子线程中处理耗时的任务，然后在主线程中更新UI。但是，我们怎么知道子线程中的任务何时完成，又应该什么时候更新UI，又更新什么内容呢？为了解决这个问题，Android为我们提供了一个消息机制即Handler。下面就看下Handler的常见使用方式，代码如下
public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener { private Button mStartTask; @SuppressLint("HandlerLeak") private Handler mHandler = new Handler() { @Override public void handleMessage(Message msg) { super.handleMessage(msg); if (msg.what == 1) { Toast.makeText(MainActivity.this, "刷新UI、", Toast.LENGTH_SHORT).show(); } } }; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); initView(); } private void initView() { mStartTask = findViewById(R.id.btn_start_task); mStartTask.setOnClickListener(this); } @Override public void onClick(View v) { switch (v.getId()) { case R.id.btn_start_task: new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { Thread.sleep(1000); mHandler.sendEmptyMessage(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }).start(); break; } } }
可以看到在子线程中，让线程睡了一秒，来模仿耗时的任务，当耗时任务处理完之后，Handler会发送一个消息，然后我们可以在Handler的handleMessage方法中得到这个消息，得到消息之后就能够在handleMessage方法中更新UI了，因为handleMessage是在主线程中嘛。到这里就会有以下疑问了：
- Handler明明是在子线程中发的消息怎么会跑到主线程中了呢？
- Handler的发送消息handleMessage又是怎么接收到的呢？
带着这两个疑问，开始分析Handler的源码。
Handler的源码分析
先看下在我们实例化Handler的时候，Handler的构造方法中都做了那些事情，看代码
final Looper mLooper; final MessageQueue mQueue; final Callback mCallback; final boolean mAsynchronous; /** * Default constructor associates this handler with the {@link Looper} for the * current thread. * * If this thread does not have a looper, this handler won't be able to receive messages * so an exception is thrown. */ public Handler() { this(null, false); } /** * Use the {@link Looper} for the current thread with the specified callback interface * and set whether the handler should be asynchronous. * * Handlers are synchronous by default unless this constructor is used to make * one that is strictly asynchronous. * * Asynchronous messages represent interrupts or events that do not require global ordering * with respect to synchronous messages. Asynchronous messages are not subject to * the synchronization barriers introduced by {@link MessageQueue#enqueueSyncBarrier(long)}. * * @param callback The callback interface in which to handle messages, or null. * @param async If true, the handler calls {@link Message#setAsynchronous(boolean)} for * each {@link Message} that is sent to it or {@link Runnable} that is posted to it. * * @hide */ public Handler(Callback callback, boolean async) { if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) { final Class<? extends Handler> klass = getClass(); if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) && (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) { Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " + klass.getCanonicalName()); } } mLooper = Looper.myLooper(); if (mLooper == null) { throw new RuntimeException( "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"); } mQueue = mLooper.mQueue; mCallback = callback; mAsynchronous = async; }
通过源码可以看到Handler的无参构造函数调用了两个参数的构造函数，而在两个参数的构造函数中就是将一些变量进行赋值。
看下下面的代码
mLooper = Looper.myLooper(); if (mLooper == null) { throw new RuntimeException( "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"); }
这里是通过Looper中的myLooper方法来获得Looper实例的，如果Looper为null的话就会抛异常，抛出的异常内容翻译过来就是
无法在未调用Looper.prepare（）的线程内创建handler
从这句话中，我们可以知道，在调用Looper.myLooper()之前必须要先调用Looper.prepare（）方法，现在来看下prepare方法中的内容，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)); }
从上面代码中可以看到，prepare()方法调用了prepare(boolean quitAllowed)方法，prepare(boolean quitAllowed) 方法中则是实例化了一个Looper，然后将Looper设置进sThreadLocal中，到了这里就有必要了解一下ThreadLocalle。
什么是ThreadLocal
ThreadLocal 为解决多线程程序的并发问题提供了一种新的思路。使用这个工具类可以很简洁地编写出优美的多线程程序。当使用ThreadLocal 维护变量时，ThreadLocal 为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。
如果看完上面这段话还是搞不明白ThreadLocal有什么用，那么可以看下下面代码运行的结果，相信看下结果你就会明白ThreadLocal有什么作用了。
public class MainActivity extends AppCompatActivity { private static final String TAG = "MainActivity"; private ThreadLocal<Integer> mThreadLocal = new ThreadLocal<>(); @SuppressLint("HandlerLeak") private Handler mHandler = new Handler(){ @Override public void handleMessage(Message msg) { super.handleMessage(msg); if (msg.what == 1) { Log.d(TAG, "onCreate: "+mThreadLocal.get()); } } }; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); mThreadLocal.set(5); Thread1 thread1 = new Thread1(); thread1.start(); Thread2 thread2 = new Thread2(); thread2.start(); Thread3 thread3 = new Thread3(); thread3.start(); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { Thread.sleep(2000); mHandler.sendEmptyMessage(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }).start(); } class Thread1 extends Thread { @Override public void run() { super.run(); mThreadLocal.set(1); Log.d(TAG, "mThreadLocal1: "+ mThreadLocal.get()); } } class Thread2 extends Thread { @Override public void run() { super.run(); mThreadLocal.set(2); Log.d(TAG, "mThreadLocal2: "+ mThreadLocal.get()); } } class Thread3 extends Thread { @Override public void run() { super.run(); mThreadLocal.set(3); Log.d(TAG, "mThreadLocal3: "+ mThreadLocal.get()); } } }
看下这段代码运行之后打印的log
可以看到虽然在不同的线程中对同一个mThreadLocal中的值进行了更改，但最后仍可以正确拿到当前线程中mThreadLocal中的值。由此我们可以得出结论ThreadLocal.set方法设置的值是与当前线程进行绑定了的。
知道了ThreadLocal.set方法的作用，则Looper.prepare方法就是将Looper与当前线程进行绑定（当前线程就是调用Looper.prepare方法的线程）。
文章到了这里我们可以知道以下几点信息了
- 在对Handler进行实例化的时候，会对一些变量进行赋值。
- 对Looper进行赋值是通过Looper.myLooper方法，但在调用这句代码之前必须已经调用了Looper.prepare方法。
- Looper.prepare方法的作用就是将实例化的Looper与当前的线程进行绑定。
这里就又出现了一个问题：在调用Looper.myLooper方法之前必须必须已经调用了Looper.prepare方法，即在实例化Handler之前就要调用Looper.prepare方法，但是我们平常在主线程中使用Handler的时候并没有调用Looper.prepare方法呀！这是怎么回事呢？
其实，在主线程中Android系统已经帮我们调用了Looper.prepare方法，可以看下ActivityThread类中的main方法，代码如下
public static void main(String[] args) { Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "ActivityThreadMain"); // CloseGuard defaults to true and can be quite spammy. We // disable it here, but selectively enable it later (via // StrictMode) on debug builds, but using DropBox, not logs. CloseGuard.setEnabled(false); Environment.initForCurrentUser(); // Set the reporter for event logging in libcore EventLogger.setReporter(new EventLoggingReporter()); // Make sure TrustedCertificateStore looks in the right place for CA certificates final File configDir = Environment.getUserConfigDirectory(UserHandle.myUserId()); TrustedCertificateStore.setDefaultUserDirectory(configDir); Process.setArgV0("<pre-initialized>"); Looper.prepareMainLooper(); ActivityThread thread = new ActivityThread(); thread.attach(false); if (sMainThreadHandler == null) { sMainThreadHandler = thread.getHandler(); } if (false) { Looper.myLooper().setMessageLogging(new LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread")); } // End of event ActivityThreadMain. Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER); Looper.loop(); throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited"); }
上面的代码中有一句
Looper.prepareMainLooper(); 这句话的实质就是调用了Looper的prepare方法，代码如下 csharp 复制代码 public static void prepareMainLooper() { prepare(false);//这里调用了prepare方法 synchronized (Looper.class) { if (sMainLooper != null) { throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared."); } sMainLooper = myLooper(); } }
到这里就解决了，为什么我们在主线程中使用Handler之前没有调用Looper.prepare方法的问题了。
让我们再回到Handler的构造方法中，看下
mLooper = Looper.myLooper();
myLooper()方法中代码如下
/** * Return the Looper object associated with the current thread. Returns * null if the calling thread is not associated with a Looper. */ public static @Nullable Looper myLooper() { return sThreadLocal.get(); }
其实就是从当前线程中的ThreadLocal中取出Looper实例。
再看下Handler的构造方法中的
mQueue = mLooper.mQueue;
这句代码。这句代码就是拿到Looper中的mQueue这个成员变量，然后再赋值给Handler中的mQueue，下面看下Looper中的代码
final MessageQueue mQueue; private Looper(boolean quitAllowed) { mQueue = new MessageQueue(quitAllowed); mThread = Thread.currentThread(); }
同过上面的代码，我们可以知道mQueue就是MessageQueue，在我们调用Looper.prepare方法时就将mQueue实例化了。
